파장에 따른 modal area 계산

mode
script
fde
area

#1

Q. 파장에 따른 waveguide/fiber 의 modal area 를 계산하려고 합니다. 어떻게 스크립트를 짜면 될까요?


A. Waveguide 나 fiber 의 modal area 는 아래와 같은 관계식에 의해 구해지며,

FDE - Overlap analysis tab

Eigensolver Analsys 창의 Overlap analysis 탭에서 계산된 값을 볼 수 있습니다.

이 ‘modal area’ 값은 ‘get’ 등의 스크립트 명령어를 이용해 가져올 수가 없습니다. 따라서, 아래와 같이 파장에 따라 변화하는 modal area 를 계산하려면, modal area 의 관계식을 스크립트를 이용해 직접 계산해주어야 합니다.

Knowledge Base 의 SMF-28 fiber 예제를 바탕으로 하여 1 - 2 um 의 파장대에서 modal area 를 계산하는 스크립트를 아래에 첨부합니다.

n_mode = 1; # specify the mode number you want
lambda_start = 1e-6;
lambda_end = 2e-6;
n_lambda = 21; # number of wavelength points
lambda = linspace(lambda_start,lambda_end,n_lambda);
MA = matrix(n_lambda,1); # array for modal area

for (i=1:n_lambda) {
switchtolayout;
setnamed(“FDE”,“wavelength”,lambda(i));
findmodes;

modeName=“FDE::data::mode”+num2str(n_mode);

E=getresult(modeName,“E”);
E2=E.E2; # E field intensity
x=E.x;
y=E.y;

numerator = integrate(E2,1:2,x,y)^2;
denominator = integrate(E2^2,1:2,x,y);
modal_area = numerator/denominator;
MA(i) = modal_area*1e12; # convert from units of m^2 to um^2
}

plot(lambda*1e6,MA,“Wavelength(um)”,“Modal area (um^2)”);

예제 시뮬레이션 파일[ fiber_smf28.lms ]을 open 한 후, 위의 스크립트를 실행하면 다음과 같은 결과를 얻게 됩니다.