Mode Cutoff for Multilayer Fiber

Abstract

本實驗的目的是為了能了解多層光纖的特性，以及檢視光在多層光纖中傳輸的效能，並且熟悉BeamPROP模擬軟體的操作。 主要是使用BeamPROP模擬軟體的電腦操作部份，利用BeamPROP模擬軟體中的參數設定，先設計出一段符合基本元件參數的Layout圖，配合光學以及光纖傳輸的計算公式，以及BeamPROP模擬軟體中的檢視功能，互相比較是否符合所求，其中需注意的是，計算後的模態在模擬時是否收歛，收斂與否關係到光傳輸時的光功率是否集中不擴散。並且利用程式內建功能找出Index Profile圖形，再找出各模態收斂時的圖形及折射率，最後檢視此元件成為single-mode時的cutoff wavelength和cutoff core diameter。 由模擬後的結果得知，由於多層光纖是步階式光纖的一種，而步階式的折射率變化，它的傳遞都是靠光打進兩介質間造成全反射來行進。多層光纖是由多種介質組合而成，所以可依據想要的最低色散值改變介質間的組合。如果光纖本身所模擬出的模態會發生未收斂，則打進去光纖的訊號傳遞就不能很完全的傳送到輸出端，因此使得光功率無法集中而擴散。如果要使多模光纖改變為單模光纖時，可透過改變光纖纖核直徑或改變入射光的波長，方能轉變為單模光纖。