基于Rsoft的三芯光子晶体光纤数值仿真

Rsoft是专门做光子晶体光纤仿真软件，可以通过utility里面的Arrary Layout 来创建三维光子晶体光纤。建立三维模型时在Dimens中选择选择2Dxy。选择BeamPROP模块的波束包络法对三芯光子晶体光纤进行仿真，图1为仿真模型，背景为熔融二氧化硅材料，红色柱体为气孔，黄色柱体为纤芯。中间纤芯为定为纤芯1，左边纤芯定为纤芯2，右边纤芯定为纤芯3。仿真时，光源的Type选择为Fiber Mode，然后分别对1、2、3的纤芯路径的能量进行监测。

图1 三芯光子晶体光纤建模图

如图2,为三芯PCF的纵向功率分布图，光源从纤芯1输入波长为1550nm的光，通过仿真可以看出纤芯1的能量在向纤芯2、纤芯3耦合。因为结构对称可以从数值仿真结果中得出纤芯2、纤芯3耦合的能量相同。当给PCF一个弯曲量时纤芯2、纤芯3的能量曲线就不会重合。这是因为距离发生了改变。

图2 纵向功率分布图

图3为模场分布图，在开始传输时纤芯1的能量高，然后能量会耦合到另外两个纤芯上。从图3中可以看出能模态在纤芯间的耦合。

图3 模场分布图

通过软件中的仿真1330~1700nm波长范围内纤芯1的透射光谱，仿真得到透射光谱有明显的对比度。并且可以选择波谷作为传感的参考点，可以进一步做温度，磁场，曲率等的仿真，为实验提供理论支撑。

图4 透射光谱

来源：320科技工作室