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ノンシーケンシャルモードで屈折率の分布図

  • 27 January 2022
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ノンシーケンシャルモードでファイバーを作成しています。

その屈折率分布図(Y位置ー屈折率)の作成方法を教えてください。

 

 

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Best answer by Yihua Hsiao 27 January 2022, 05:07

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スネルの法則を使用して、簡単に屈折率を算出できます。

下図の例で、

1.

空気中に入射角度=10度の光源(光線)を設置します。

そして∆z=1のところにダミー面を設置します。

この前提でn2を求めます。

 

2

光線追跡(NSRA)の方法で、簡単にA点とB点の座標を取得できます。

このため、∆yを算出できます。

θ2= arctan(∆y/∆z) も算出できます。

n1sinθ1=n2sinθ2 ので、n2=sinθ1  / sinθ2 になります。

 

この方法で、OpticStudioで具体的なやり方を説明します。

① この例で、オブジェクト1とオブジェクト2は元々ファイバーの構造です。

オブジェクト3,4,5を追加します。

オブジェクト3:空オブジェクトですが、後程このオブジェクト位置を使用します。

オブジェクト4:光源(光線)、Ref Objectをオブジェクト3に指定して、入射角度(ティルトX)を10度と設定します。位置は少しオブジェクト1,2の左側に設置する必要がありますので、Z位置を-0.5と設定します。

オブジェクト5:ダミー面、オブジェクト4と一緒で移動させたいので、Ref Objectもオブジェクト3に指定します。Z位置を1と設定します。

 

メリットファンクションで

オペランド1, 2 はNSRAを使用して、A,B点のY座標を取得します。

オペランド3= オペランド1 -オペランド2 の結果です。

オペランド4はダミー面のZ位置(今は1)を取得します。

オペランド5=オペランド3/ オペランド4の結果です。

オペランド6= arctan (オペランド5), Flag=1(単位は度の意味)と設定します。

オペランド7は光源の入射角度を取得します。(今は5度)

オペランド8=sin(オペランド7)

オペランド9=sin(オペランド6)

オペランド10=オペランド8/オペランド9

n2=sinθ1  / sinθ2 になりますので、オペランド10算出した結果はn2の屈折率です。

 

③ ユニバーサルプロットで、X軸をオブジェクト3のY位置を指定し、Y軸はメリットファンクションでオペランド10の値を指定します。

 

 

結果は下図になります。

 

この例で入射角度=10度、∆z=1は単に例です。場合によって調整する必要があります。

特に∆z=1は小さい方がユニバーサルプロットでもっと多い点数を取れます。

そして、この方法は特に、GRIN材質を使用している際に有用です。

(添付ファイルも参照してください。)

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この方法もさらに3次元に拡張できます。

① 空気矩形体積 ②光源 ③ダミー面 この三つのセットを一緒で3次元にスキャンすると、3次元の屈折率分布も得られます。

 

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