基于comsol软件弯曲单模光纤模拟仿真

在本节中，主要基于实验室实际光纤单模圆柱光纤进行模拟，与comsol案例库文件在分析过程和建模有些差异：

模拟主要通过以下三个步骤进行：模型的几何构建、物理场的添加研究、结构处理分析来进行。

下面是第一步骤：几何模型的构建

首先建立相应的参数设置：

图1 结构配置及参量设置

图2 圆柱形单模光纤横截面图及几何配置

按照上述要求配置好几何结构后，对每个区域的几何赋予相应的材料属性。并在最后购置好联合体。

随后在去定义光纤的类型为弯曲光纤。

图3 弯曲光纤模型设置及坐标建立

第二部分：物理场及研究的添加：

由于单模光纤在进行宏弯后，纤芯中的光纤能量大部分以泄漏模的方式扩散到光纤包层区域中，但当到达光纤包层壁时会产生振荡，即回音壁模式。下面我们着重分析一下这些回音壁模式。因此在物理场的选择上选用电磁波频域进行分析。

具体如图所示，光纤结构呈轴对称分布，我们忽略外环境的影响因此将外层设置成为完美磁导体（吸收所有电磁波）其余按照电磁波频域的初始设定即可。网格剖分

图4 端面网格化分

在光纤端面处采用自由三角形网格进行划分，在PML层共分解成为四块设置成为映射网格（可参考映射网格的划分方法）

图5 模式分析

在研究部分中分成两步骤进行分析 分别是模式分析以及确定好相应的频率数值。

第三部分：后处理结果分析

图6。泄漏模式分析

在后处理结果中（电磁波模型）选择电场并选择表面。油煎以等值线形式表示，得到回音壁各个电磁模式的能量值分布。如果对端面进行一维截线处理则可以得到相应的数值电场幅度数值。

图7 结果后处理