激光二極管耦合到光纖的仿真
簡介:本文討論了如何使用FRED對球透鏡封裝的半導(dǎo)體激光二極管耦合到單模光纖進行準(zhǔn)確的建模,這是在光纖通信領(lǐng)域很常見的一個光學(xué)系統(tǒng)。該模型演示了FRED傳播相干光場的能力、它的精確激光二極管束(Laser Diode Beam)光源模型以及準(zhǔn)確的計算光纖耦合效率。 jGM~(;iw6i sfez0Uqe.~ 模型 1btQ[a6j '+BcPB?E 在FRED模型中使用的半導(dǎo)體激光二極管是Mitsubishi(三菱) ML725C8F,這是一個InGaAsP / InP多量子阱(MQW)激光器,工作波長是1310nm。Mitsubishi光源說明書定義了輸出光束的在x和y方向的發(fā)散角分別是25和30度(遠(yuǎn)場功率分布的全1/e寬度)。沒有提及在x和y焦點位置的任何偏移,所以我們假定它們和光源處的分布是一致的。 50Z$3T Ip]-OVg 我們在FRED中使用激光二極管束光源類型對激光二極管光源建模,以及設(shè)置光源產(chǎn)生相干輸出。 qp>O#tj[ ml7]sN(
圖1. 激光二極管光源編輯 /N+*=LIK
I 注意到在激光二極管光束光源的設(shè)置里面,發(fā)散角由功率的1/e2標(biāo)準(zhǔn)定義。這就要求制造商提供的發(fā)散角要乘以一個開方因子。 8$<jd^w
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圖2. 球透鏡封裝的激光二極管耦合到光纖系統(tǒng)原理圖(側(cè)視圖) &eq>> 直徑為1.5mm的球透鏡是Mitsubishi激光二極管集成的一部分,它的位置在距離激光二極管發(fā)射表面1.88mm處。 MWGW[V; ppIMaP 在FRED中使用球形元件基元,就可以創(chuàng)建該透鏡。為方便起見,全局坐標(biāo)原點選在球透鏡的輸出表面與光軸的交點處。 9J_lxy} {20^abUAS
圖3. 全局坐標(biāo)原點的定義 @giipF2$ 值得注意的是,我們使用了FRED的N-BK7模型來定義球透鏡的材料,在1310nm波長處折射率大小是1.5036。 o
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