محاسبه ي مد مشخصه در تار نوري با مقطع دلخواه بر پايه ي معادلات انتگرال مرز ي

Calculation of the characteristic mode of the optical fiber with arbitrary cross-section based on Boundary Integral Equations

در اين مقاله مد مشخصه امواج الكترومغناطيس در موجبرهاي تار نوري با مقاطع دلخواه با يك روش جديد بر پايه روش عناصر مرزي محاسبه شده است. براي حل مسئله ابتدا با استفاده از قضيه ي گرين معادلات هلمهولتز به معادلات انتگرالي تبديل شده و سپس اين معادلات انتگرالي با استفاده از روش عناصر مرزي حل شد ه اند. محاسبات براي تارهاي نوري با مقاطع مختلف انجام شده و براي بررسي صحت محاسبات، نتايج به دست آمده براي تار داير هاي با نتايج تحليلي مقايسه شده و بين آنها تطابق بسيار خوبي مشاهده گرديده است. استفاده از روش عناصر مرزي علاوه بر كاهش چشمگير حجم و زمان محاسبات، موجب افزايش دقت نيز مي گردد. علاوه بر اين، انعطاف پذيري روش نسبت به تغيير شكل مقطع موجبر از ويژگي هاي ديگر اين روش محسوب مي گردد.

In this paper, the characteristic mode of the optical fiber waveguides with arbitrary cross-sections has been calculated using boundary element method. First, the Helmholtz equation has been converted into integral equations using the Greens Theorem and then, these integral equations have been solved using boundary element method. Calculations performed for optical fibers with different cross sections and to verify the calculations, the results for a circular fiber compared with analytical results and a very good agreement observed between them. Using of boundary element method in addition to significantly reducing the volume and time calculations, increase the accuracy. Furthermore, the flexibility to change the cross-section shape of the waveguide is considered as the other features of this method