Методика моделирования поля моды световодов с помощью SMTPдля Matlab

Алгоритм.

Создание границы световода. Структуру профиля исследуемого световода изначально создают в графическом редакторе. В простейшем случае она представляет собой окружность, внутренней частью которой будет являться сердцевина, а снаружи будет оболочка (если волокно двухслойное) либо воздушное пространство (если волокно однослойное). Более сложные структуры с рядами колец вставок либо с сегментной структурой, а также структуры неидеальной формы в рамках данной работы не рассматриваются. Линия окружности должна быть умеренной толщины, т.к. в случае слишком толстой границы при дальнейшей аппроксимации в SMTP она может быть принята за отдельную область, а слишком тонкая граница может отобразиться не полностью, что заставит SMTP аппроксимировать ее таким образом, что части окружности могут пересечься в нескольких местах (что также приводит к «лишним» областям).

В простейшем случае граница создается в редакторе Paint. В нем необходимо самостоятельно расположить окружность по центру рабочего листа (рис. 1). Пунктирные линии отсутствуют (на рисунке показано, как оценить центровку окружности).

Рис. 1. Создание границы световода в графическом редакторе

Запустив Matlab R2009a и открыв интегрированное приложение SMTP подбираем размер заданного диаметра световода. Выбрав количество точек воспроизводим окружность, необходимое для адекватной аппроксимации границы окружности. Нужно, чтобы линия аппроксимации максимально совпала с границей окружности. С этой аппроксимирующей кривой SMTP и будет работать дальше.

Настройка параметров источников очень важна. Из теории метода SMT: для аппроксимации электромагнитных полей проходящего излучения используются две группы точек-источников излучения. Одна группа помещается снаружи цилиндра (мы наблюдаем его сечение). Воображаемое поле, создаваемое этой группой точек, аппроксимирует поле внутри цилиндра. Другая группа помещается внутри, а их поле аппроксимирует поле снаружи. При этом свойства среды, в которой и в которую излучают точки, совпадают. Поля самих точек являются одним типом составляющих результирующего излучения (магнитным или электрическим полем), тогда как аппроксимируемые поля являются вторыми компонентами. Все это должно обеспечить выполнение условий непрерывности, вытекающих из максвелловских волновых уравнений

Далее программа рассчитывает количество мод, и построение моделей магнитного, электронного и светового поля в соответствии с поставленной задачей. В последствии Sz изображение необходимо будет характеризовать по приведенной ниже рисунку и сделать вывод.

Рис. 2. Классификация основных мод для световода цилиндрической формы

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: