基于Rsoft的Fullwave仿真模块进行双芯波导能量耦合与波分复用

Rsoft中的Fullwave仿真模块可以更精确的仿真微小结构，按照建立模型，设置参数，监测能量，优化结构的思路对其进行仿真。图1是在Fullwave模块中建立的双芯波导仿真模型。在模型中设置好折射率、光源、光路、监测器等便可以进行仿真。

图1 双芯波导建模图

通过仿真得到如图2所示的双芯波导的纵向功率分布图，波长为1310nm到1550nm的光源从波导的一个芯输入，通过仿真可以看出双芯波导的能量从一根耦合到另一根。从图中可以得到1310nm光从一根波导输出，1550nm的光从另一根波导输出，这样就可以实现光的波分复用。

图2 纵向功率分布与对应数据图

图3是仿真中需要调节的参数，通过调节网格参数、仿真区域大小和仿真步长最后通过仿真可以得出频谱图，频谱图中Mon#8，Mon#9分别为两根波导的输出能量监视器，用来监测能量的变化。Mon#8，Mon#9的能量交替变化，符合双芯能量耦合定律。从光谱图中还可以更进一步可得到对比度，自由光谱范围等信息，从而优化结构制备成波分复用器、耦合器、传感器等光学器件。

最后可以在原有基础上扩展更复杂的模型，同时可以对输出频谱图数据进行处理得出波长与能量谱的关系。进一波可以研究波导自身的一些参数得到相对较优解。通过参数的分析可以得到最敏感的传感器，同时也可为波分复用器件的研制提供思路。

图3 仿真参数设置

图4 频谱图