Фурье-анализ мод микроструктурных оптических волокон
Министерство образования Республики Беларусь, 1.15 Фотоника и электроника для инноваций, 2021116
Сотский А.Б.
1, Понкратов Д.В.
1, Сотская Л.И.
21Могилевский государственный университет имени А.А. Кулешова, Могилев, Беларусь
2Белорусско-Российский университет, Могилев, Беларусь
Email: ab_sotsky@mail.ru, d.v.ponkratov@yandex.ru, li_sotskaya@tut.by
Поступила в редакцию: 14 июня 2022 г.
В окончательной редакции: 1 августа 2022 г.
Принята к печати: 12 августа 2022 г.
Выставление онлайн: 31 октября 2022 г.
В неупрощенной векторной форме сформулирован метод расчета мод микроструктурных оптических волокон, основанный на представлении продольных компонент полей мод на границах раздела сред в поперечном сечении волокна полиномами Фурье по угловым координатам. Амплитуды гармоник Фурье находятся из однородной алгебраической системы. Ее матричные элементы определяются на основании теоремы Грина и представляются интегралами от регулярных функций. Применимость метода ограничивается только требованием, чтобы контуры включений и внешней границы волокна описывались однозначными функциями угловых координат. В частном случае круглого диэлектрического волновода метод дает точное аналитическое решение волноводной задачи. Представлены оценки внутренней сходимости метода относительно порядка полиномов Фурье при расчете мод диэлектрического эллиптического волновода и микроструктурных волокон с эллиптическими включениями. Установлено, что на коэффициенты затухания мод существенно влияют как внутренняя микроструктура, так и внешняя граница волокна. Ключевые слова: микроструктурное волокно, теорема Грина, ряд Фурье, внутренняя сходимость, вытекающие моды. DOI: 10.21883/JTF.2022.12.53757.156-22
- J. Lai, S. Jiang. Appl. Comput. Harmon. Anal., 44 (3), 645 (2018). DOI: 10.1016/j.acha.2016.06.009
- W. Lu, Y.Y. Lu. J. Lightwave Technol., 30 (11), 1610 (2012). DOI: 10.1109/JLT.2012.2189355
- E. Pone, A. Hassani, S. Lacroix, A. Kabashin, M. Skorobogatiy. Opt. Express, 15 (16), 10231 (2007). DOI: 10.1364/OE.15.010231
- S.V. Boriskina, T.M. Benson, P. Sewell, A.I. Nosich. IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., 8 (6), 1225 (2002). DOI: 10.1109/JSTQE.2002.806729
- А.Б. Сотский. Теория оптических волноводных элементов (УО "МГУ им. А.А. Кулешова", Могилев, 2011)
- T.P. White, B.T. Kuhlmey, R.C. McPhedran, D. Maystre, G. Renversez, C.М. de Sterke, L.C. Botten. J. Opt. Soc. Am. B, 19 (10), 2322 (2002). DOI: 10.1364/JOSAB.19.002322
- B.T. Kuhlmey, T.P. White, G. Renversez, D. Maystre, L.C. Botten, C.M. de Sterke, R.C. McPhedran. J. Opt. Soc. Am. B, 19 (10), 2331 (2002). DOI: 10.1364/JOSAB.19.002331
- A.B. Sotsky, An Ying. Mogilev State A. Kuleshov University Bull. Ser. B., 59 (1), 42 (2022)
- А.Б. Сотский, Л.И. Сотская, В.П. Минкович, D. Monzon-Hernandez. ЖТФ, 79 (6), 103 (2009). [A.B. Sotsky, L.I. Sotskaya, V.P. Minkovich, D. Monzon-Hernandez. Tech. Phys., 54 (6), 865 (2009). https://doi.org/10.1134/S1063784209060152]
- M.S. Sicacha, V.P. Minkovich, A.B. Sotsky, A.V. Shilov, L.I. Sotskaya, E.A. Chudakov. J. Eur. Opt. Soc.: Rapid Publ., 17, 24 (2021). DOI: 10.1186/s41476-021-00169-4
- Д. Маркузе. Оптические волноводы (Мир, М., 1974), с. 576. [Пер. с англ.: D. Marcuse. Light Transmission Optics (Van Nostrand Reinhold Company, NY.-Cincinnati-Toronto-London-Melbourne., 1972)]
- Г. Корн, Т. Корн. Справочник по математике (Наука, М., 1977), c. 831. [Пер. с англ.: G. Korn T. Korn. Mathematical handbook (McGraw-Hill Book Company, NY.-SF-Toronto-London-Sydney., 1968)]
- Е.А. Иванов. Дифракция электромагнитных волн на двух телах (Наука, Минск, 1968)
- C. Yeh, F.I. Shimabukuro. The Essence of Dielectric Waveguides (Springer, NY., 2008)
- D. Marcuse. Theory of Dielectric Optical Waveguides (Academic Press, NY., 1974)
- M.J. Steel, T.P. White, C.M. de Sterke, R.C. McPhedran, L.C. Botten. Opt. Lett., 26 (8), 488 (2001). DOI: 10.1364/OL.26.000488
- А. Снайдер, Дж. Лав. Теория оптических волноводов (Радио и связь, М., 1987)
- M.J. Steel, R.M. Osgood. J. Lightwave Technol., 19 (4), 495 (2001). DOI: 10.1109/50.920847
- L. Wang, D. Yang. Opt. Express, 15 (14), 8892 (2007). DOI: 10.1364/OE.15.008892
- V.P. Minkovich, A.V. Kir'yanov, A.B. Sotsky, L.I. Sotskaya. J. Opt. Soc. Am. B, 21 (6), 1161 (2004). DOI: 10.1364/JOSAB.21.001161
- А.Б Сотский, Л.И. Сотская, О.А. Паушкина. Письма в ЖТФ, 36 (10), 81 (2010)
- Г. Агравал. Нелинейная волоконная оптика (Мир, М., 1996)
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.