Fotoniset kristallikuidut (PCF) ovat erikoistuneita optisia kuituja, jotka ohjaavat valoa jaksottaisen mikrostrukturoidun järjestelyn kautta. Näiden kuitujen modaalisen dispersion laskeminen on välttämätöntä niiden suorituskyvyn ymmärtämiseksi eri sovelluksissa, kuten nopeissa viestinnässä ja aistimisessa. Tämä artikkeli tarjoaa vaiheittaisen lähestymistavan modaalisen dispersion laskemiseen PCF:issä.

Modaalien hajautumisen ymmärtäminen

Modaalihajoavuus tapahtuu, kun eri moodit kuitu kulkee eri nopeus, aiheuttaa pulssin laajenemista. PCFs, monimutkainen mikrorakenne vaikuttaa tilan etenemistä, jolloin modaalisen dispersion laskeminen monimutkaisempi kuin perinteisissä kuiduissa.

Vaihe 1: Moodianalyysi

Aloita analysoimalla kuiturakenteen tukea saavien tilojen tunnistamiseksi. Käytä numeerisia menetelmiä, kuten finite elementin menetelmää (FEM) tai säteen lisäysmenetelmää (BPM), aallon yhtälön ratkaisemiseksi ja etsi tehokas taitekerroin (n]eff[]]) kunkin moodin osalta toiminta-aallonpituudella.

Vaihe 2: Laske ryhmän nopeus

Kunkin moodin ryhmänopeus (v]g] lasketaan käyttämällä efektiivisen indeksin johdannallista aallonpituusarvon suhteen:

vg[] = c / (neff + λ (dneff[]/dλ))

Vaihe 3: Määritä modaalien hajoaminen

Modaalidispersio (D) saadaan erottamalla ryhmän viive aallonpituuden suhteen:

D = (1 / c) * d(neff) / dλ

Lisävinkkejä

  • Käytä mikrorakenteelle tarkkoja numeerisia malleja.
  • Lasketaan n[effer asiaankuuluvalla aallonpituusalueella.
  • Vertailutulokset validoitavaksi saatuihin kokeellisiin tietoihin.