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RP Fiber Power: Simulations- und Design-Software für Faseroptik, Faserverstärker und Faserlaser

Power Form: Modeneigenschaften einer Faser

Diese Power Form ermöglicht einem, auf einfache Weise die Eigenschaften geführter Moden einer Faser mit gegebenem Brechungsindexprofil zu berechnen.

Symbolgrafik für diese Power Form

Definition des Brechungsindexprofils

Sie haben hierfür drei Möglichkeiten:

Einfaches Stufenprofil

Wenn Sie den Profiltyp single step auswählen, können Sie einfach den Kerndurchmesser, den Brechungsindex des Mantels (Claddings) sowie die numerische Apertur eingeben:

Definition eines Stufenprofils

Profil mit mehreren Stufen

Mit der Auswahl multiple steps können Sie bis zu acht verschiedene radiale Segmente mit unterschiedlichen Brechungsindizes definieren:

Definition von radialen Segmenten

Ausdruck für den Brechungsindex

Wenn Sie größte Flexibilität brauchen, können Sie den Brechungsindex innerhalb des Faserkerns durch einen Ausdruck definieren, der von der radialen Position r abhängt:

Ausdruck für Brechungsindex im Faserkern

In diesem Beispiel haben wir ein parabolisches Profil definiert, wie es für eine typische Gradientenindexfaser auftreten könnte.

Anzeige von Modeneigenschaften

Weiter unten im Formular finden Sie eine Tabelle mit den berechneten Eigenschaften der Moden für eine gegebene Wellenlänge:

Tabelle der Modeneigenschaften

Für jede Mode bekommen Sie die folgenden Dinge:

Zusätzlich wird unten der M2-Faktor der Grundmode angezeigt. Er liegt oft nahe 1, aber in Fällen mit deutlich deformiertem Modenprofil kann er auch deutlich höher sein.

Beachten Sie, dass chromatische Dispersion hier nicht berechnet werden kann, da wir hierfür wellenlängenabhängige Brechungsindizes benötigen würden. Jedoch geht das in unserer Power Form für Germanosilikatfasern.

Diagramme

Das Fomular bietet die Erstellung mehrerer Diagramme für die Modeneigenschaften an:

Auswahl von Diagrammen

Wählen Sie einfach aus, was Sie benötigen, und in der rechten Spalte können Sie einige Optionen auswählen.

Das folgende Bild zeigt Ihnen für unseren Beispielfall (mit parabolischem Indexprofil), was Sie von diesem Formular erhalten können:

Beispiel-Diagramm
Beispiel-Diagramm
Beispiel-Diagramm
Beispiel-Diagramm
Beispiel-Diagramm
effective indices

Fallstudien

Wir haben die folgenden Fallstudie, für die wir diese Power Form verwendeten:

Fallstudien

case study multimode fibers

Case study: Mode structure of a multimode fiber; intensity profiles, propagation constants, mode profiles, mode areas, effective index, cut-off wavelengths

We explore various properties of guided modes of multimode fibers. We also test how the mode structure of such a fiber reacts to certain changes of the index profile, e.g. to smoothening of the index step.

#modes

Fallstudien

case study number of modes

Fallstudie: Anzahl Moden einer Faser; Gleichung, heuristischer Ansatz

Wir suchen nach einer einfachen Formel für die Zahl der Moden einer Faser, die man für Fälle mit beliebiger Form des Brechungsindexprofils anwenden kann. Anstatt komplizierte Mathematik einzusetzen, entwickeln wir eine Hypothese und testen diese numerisch.

#Moden

Fallstudien

case study numerical aperture

Fallstudie: Die numerische Apertur einer Faser: eine feste Grenze für den Akzeptanzwinkel?

Die Notwendigkeit der internen Totalreflexion scheint eine feste Grenze für die Winkelverteilung von Fasermoden zu setzen. Jedoch findet man, dass einige Moden diese Grenze deutlich verletzen. Wir untersuchen das im Detail für einmodige, mehrmodige und vielmodige Fasern.

#Moden

Fallstudien

case study fiber dispersion engineering

Fallstudie: Design von Telekomfasern für spezielle chromatische Dispersion; dispersionsverschobene Fasern, Brechungsindexprofil

Wir testen verschiedene Ansätze, das Brechungsindexprofil von Telekomfasern für bestimmte Dispersionsprofile zu optimieren. Dabei setzen wir auch eine automatische Optimierung ein.

#Moden#Dispersion#Telekom

Siehe auch: Überblick über die Power Forms