تحلیل و شبیه‌سازی جفت کننده نوری مبتنی بر فیبر نوری تک مود و فیبر بلور فوتونی

در این مقاله طرحی از یک جفت‌کننده نوری مبتنی بر میدان میرا که دارای بازدهی جفت شوندگی بسیار بالایی بین یک فیبر تک مود و یک فیبر بلور فوتونی است، ارائه می‌شود. در بحث پیش رو ابتدا مقدمه‌ای از مشخصات جفت‌کننده‌های 1pcf گفته می‌شود سپس معادلات جفت شوندگی ارائه می‌شود و پس از آن پاسخ مسئله به روش عددی نیز به دست می‌آید. بهینه‌سازی پارامتر‌هایی چون ضریب شکست، شعاع موثر فیبر بلوره فوتونی و طول جفت شوندگی هریک می‌توانند بازدهی جفت شوندگی را تا حدی تقویت کنند. در انتهای این مقاله نشان داده می‌شود که مثلاً در طول‌موج 1.55 μm، برای یک جفت کننده 600 μm  نسبت جفت شوندگی به 0.92 می‌رسد و البته متناسب با طول جفت شوندگی انتخاب‌شده، این نسبت جفت شوندگی متغیر هست. کاربرد این نوع جفت شوندگی که میان فیبر‌های تک مود و فیبر بلوره فوتونی ایجاد می‌شود، در حسگر‌های شیمیایی بیشتر دیده می‌شود به صورتی که مسیر‌های ورود و خروج نور توسط فیبر تک مود و برهمکنش نور با ماده موردنظر در فیبرهای بلوره فوتونی اتفاق می‌افتد.

analysis and simulation of an optical coupler based on a single mode fiber and a crystal photonic fiber

a new evanescent-field-based coupler that achieves high coupling efficiency between a single-mode fiber (smf) and a photonic crystal fiber (pcf) is proposed. firstly، an introduction of photonic crystal fibers has been discussed. also، some characteristics of pcf would be proposed. the coupling equations are presented and a numerical solution is obtained in this letter. optimization of the refractive index، the effective radius of pcf، and the coupling length can enhance the coupling efficiency. it is shown that a maximum coupling ratio of 92% can be achieved for a coupling length of 600μm for commercially available smfs and pcfs. the proposed pcf-smf fiber coupler opens a path for the development of unique modalities for fiber-optic chemical sensors where the light ingress and egress paths can be via smf، but the light interaction with analytes of interest occurs in the pcf where enhanced evanescent interactions can be obtained at the multiple air holes.