ZEMAX | 如何将仿真波导模式数据导入 OpticStudio

OpticStudio 支持从 Optiwave 旗下 OptiBPM 以及 OptiFiber 的代码中获取模场数据。更加精确的数据可使 OpticStudio物理光学功能大大提高光纤及波导耦合器的设计精度。本文给出了几个示例。( OptiWave 的 Steve Dods 提供了本文中使用的 SMF-28 光纤模拟数据。联系我们下载附件。）

简介

OpticStudio 能够导入 OptiWave 公司旗下 OptiBPM 和 OptiFiber 中代码计算的模场。

这些代码是专门集成的光学代码，能够为集成在基底上的光纤或波导（包括沟道波导、肋形波导或脊形波导等）生成场分布。由这些特殊代码计算的场能通过 OpticStudio 模拟在光学系统中传播后的变化。OptiBPM 和 OptiFiber 都可以读取 OpticStudio 生成的 ZBF 文件，这样一来物理光学传播功能在光学系统中传播后生成的数据就可以做为任意一个波导模型的输入导入软件。

在本文中，我们将比较 SMF-28 光纤的 OptiBPM 模拟结果与制造商给出数据。

导入 OptiBPM 的场分布数据

OptiBPM和 OptiFiber 共享 OptiWave 公司专有的文件格式 (*.f3d)。OpticStudio 可以通过以下方式读取该数据：文件 (File) ...转换文件格式 (Convert) ... 转换 OptiWave F3d 数据为 ZBF 格式 (OptiWave F3d To OpticStudio ZBF)。

详细信息在帮助文件中有具体描述，但请注意以下几点：

• ZBF 文件的 x 和 y 像素数量必须是 2 的幂级数而 .F3D 文件没有此限制。因此，OpticStudio 将对 .F3D 文件中的数据用零值进行填充，使其等于最接近的 2 的幂。

• .f3d文件不包含数据的波长，因此必须单独输入。

• .f3d 文件中的电场相位数据将被引用到一个局部平面。OpticStudio 会将一束高斯光束与电场数据匹配，以估算在 OpticStudio 中后续传播所需的引导光束属性，并将该数据存储在 ZBF 文件中。

将该光束导入，用 POPD 操作数进行分析，数据值为 23、24、25、26，结果如下：

• x 轴等效宽度：4.490微米 

• x 轴的 M2：1.02  

• y 轴等效宽度：4.478微米 

• y 轴的 M2：1.02

由 OptiBPM 计算的模场有非常轻微的不对称，且有非常轻微的非高斯形式（对于任何纯TEMx,y 模来说 M2 参数= 1）。模拟结果一定在 9.2 ± 0.4 µm 的模场直径规范范围内。