光子晶体纤维(PCF)是专门光学纤维,通过定期的微结构安排引导光线. 计算这些纤维中的模式散射对于了解它们在高速通信和感知等各种应用中的性能至关重要. 本条为计算在PCF中的模式散射提供了一步步的方法.

当纤维中不同的模式在不同的速度下行驶时,发生模态分散,从而导致脉冲扩张。 在PCF中,复杂的微观结构影响模式传播,使得模式分散的计算比常规纤维更为复杂。

步骤1:模式分析

开始分析纤维的结构以识别支持的模式。 使用有限元素法( FEM) 或束传播法( BPM) 等数值方法解决波方程, 并在操作波长时为每个模式找到有效的折射指数( n [FLT: 0]] eff [FLT: 1] 。

步骤2:计算组速度

每个模式的组速度(vg)是使用有效指数的衍生物,对波长进行计算:

vg]=c/(neff]]+ ⁇ (dn]eff]/d ⁇ ).

步骤3:确定 Modal 分散

模态散射(D)是通过将组延迟与波长区分得到的:

D=(1/c) * d(n] eff ) / d ⁇

附加提示

  • 微结构使用精确的数字模型。
  • 计算 n eff ,在相关的波长范围内.
  • 将结果与实验数据进行比较,以进行验证.