新GratingMod及应用.ppt

第三节光纤光栅模拟 1GratingMOD简介 是一种分析和综合处理在光纤和集成光波导线路中复杂的光栅特性的设计工具 快速算法能处理任意光栅的二维或三维光波导特性 GratingMOD分析对象 色散补偿复用 解复用上传 下载滤波器光放大器中的增益平坦滤波器波长转换器锥形波导光栅光栅助耦合器多段光栅回路带相位偏移的光栅表面凹凸与大折射率光栅 2 操作步骤举例 第一步创建光栅 点Utility菜单下的GratingMODGratingLayout 打开创建光栅对话框 设置波导类型 光栅周期等基本参数 设置好相应参数后 点OK 软件自动生成一光纤Bragg光栅 自动排布生成的光栅 z x y 第二步设置光栅具体参数 对红色区域 波导区 点右键 获得如下对话框 调整光栅参数 打开光栅设置对话框 点击右上角的Tapers获得如下对话框 调整光栅的类型 第三步折射率计算 计算波导折射率 结果 右键观察z方向折射率曲线 周期数量过多 无法区分 减小波导长度 重新计算 结果 点右键获得折射率曲线 第四步运行模拟程序 点击运行 go 按钮 运行程序 获得如下对话框 光栅分析参数设置 其对话框主要设置光栅模拟时的相关参数 及对计算结果的设置 设置好相应参数后 点 运行程序 获得类似如下图结果 输出结果的打开点Graph View 选择需要查看的相应的文件 后缀为 pcs 打开 结果显示 3 布局生成对话框 2 布局生成对话框 调制类型 包括折射率调制和波导形状调制 对光纤光栅的分析 我们取默认值 即折射率调制 调制类型 Volumeindex 折射率调制SurfaceRelief default 形状调制 缺省设置 SurfaceRelief width 形状调制 宽度变化 SurfaceRelief height 形状调制 高度变化 SurfaceRelief both 形状调制 宽度和高度都变化 Vol Surf default 折射率和形状同时调制 缺省设置 Vol Surf width 宽度变化 Vol Surf height 形状调制 高度变化 Vol Surf both 宽度和高度都变化 三维波导的调制类型 Volumeindex 折射率调制SurfaceRelief default 形状调制 缺省设置 SurfaceRelief width 形状调制 宽度变化 SurfaceRelief height 形状调制 高度变化 SurfaceRelief both 形状调制 宽度和高度都变化 Vol Surf default 折射率和形状同时调制 缺省设置 Vol Surf width 宽度变化 Vol Surf height 形状调制 高度变化 Vol Surf both 宽度和高度都变化 二维波导的调制类型 Volumeindex 折射率调制SurfaceRelief default 形状调制 缺省设置 SurfaceRelief width 形状调制 宽度变化 SurfaceRelief height 形状调制 高度变化 SurfaceRelief both 形状调制 宽度和高度都变化 Vol Surf default 折射率和形状同时调制 缺省设置 Vol Surf width 同时调制 宽度变化 Vol Surf height 同时调制 高度变化 Vol Surf both 同时调制 宽度和高度都变化 2 布局生成对话框 调制深度 1折射率调制 光栅的折射率的变化值 n2形状调制 光栅的形状变化量 单位 微米 2 布局生成对话框 GratingPeriod 光栅周期 2 布局生成对话框 ratingLength 光栅长度L 2 布局生成对话框 tructureType 波导类型 可选类型 Slab 2D 平板波导Fiber圆波导Claddingfiber带包层的圆波导Channel通道波导Diffused扩散型波导Rid Ridge脊形波导Multilayer多层波导 2 布局生成对话框 BackgroundIndex 背景折射率 包层折射率 2 布局生成对话框 Indexdifference 波导折射率与包层折射率之差 2 布局生成对话框 WaveguideWidth 纤芯宽度 直径 2 布局生成对话框 WaveguideHeight 纤芯高度 三维波导 2 布局生成对话框 Claddingfiber类型专用 2 布局生成对话框 纤芯折射率 2 布局生成对话框 包层折射率 2 布局生成对话框 纤芯半径 2 布局生成对话框 包层半径 例 调整类型为波导宽度调制 例 调整类型为波导宽度调制 所得波导 点右键看属性 点右键看属性 光栅 波导的某一参数受到周期性的调制 扰动 折射率计算 XZ面 减小波导长度 Z步长 减小波导长度 Z步长 减小波导长度 Z步长 Z范围 减小波导长度 Z步长 Z方向步长 折射率分布 3光栅类型及参数设置 折射率变化函数名 折射率变化类型 NoneDatafileExpressionGrating Phase 光栅初始相位 例 相位为0度 相位为90度 相位对结果的影响 相位0度90度 Period 光栅周期 默认值为Period 即前面对话框所设的值 建议不要修改 ApodizationType 切趾类型 默认为均匀折射率分布 即非切趾光栅 CosineCosine SquaredTanhBlackman cosine 减小波导长度 Cosine squared Tanh Blackman ApodizationCoefficient 切趾系数 Cosine AppendixB Raised Cosine Tanh Blackman ChirpType 啁啾类型 默认为线性啁啾 其它类型需自定义 L为光栅长度 ChirpCoefficient 啁啾系数 默认为0 即非啁啾光栅 ProfileType 单个光栅折射率分布形状 可为正弦和矩形 Sinusoidal 正弦曲线 矩形曲线 周期占空比 一个周期中 折射率增加部分所占比例 矩形曲线dutycycle 0 5 dutycycle 0 2 4计算参数设置 光栅分析 已知光栅结构 分析其传输特性 光栅综合 已知光栅传输特性 反推光栅的结构 固定中心波长 自动调整周期以满足Bragg条件 固定周期 自动调整波长以满足Bragg条件 光栅阶次 波长范围 单数表示波长宽度 双数表示波长起始值和终点值 波长间隔 模式选择设置 采用自动模式计算 采用解析解 考虑 波导 材料 色散 显示模式计算过程 模式输出类型 模式输出类型 模式输出 DefaultNoneSaveonlyDisplayandSave 输出文件名 使用预计算模式 增加模式文件 选择需要计算的频谱特性参数 半峰值宽度 峰值 峰值位置 阻带位置 左边带峰值 右边带峰值 一定幅值下的带宽 以分贝表示 峰值波长位置 峰值波长位置 FWHM 0 00398535 左侧波谷0 499158 右侧波谷0 494075 阻带宽度 降为0时的宽度 从峰值下降到一定值时的带宽 输出参数设置 输出设置 输出设置 输出频谱 NoneReflectedTransmittedBoth 输出设置 输出相位 文件名 pcs 输出设置 输出延迟 色散 文件名 delay dispersion pcs 输出设置 输出切趾 啁啾函数 文件名 profile pcs 计算例1 二维平板波导分析与综合 1光栅生成 波导宽度调制 调制深度 波导结构 点右键看属性对话框 波导起始端宽为width终端守为width ModWidthModWidth 0 5 计算参数设置 计算参数设置 参数扫描 1参数扫描法 基本原理计算某一变量在一定区间的多个值 以获得波导性能与变量的关系 获得最佳的变量值 参