COMSOL软件在“光纤通信”课程中的教学应用

姜凌红 张银蒲

摘  要：针对“光纤通信”课程中光纤传输原理复杂烦琐的推导求解问题，将COMSOL软件的丰富计算和后处理功能引入到“光纤通信”课程教学中，对COMSOL软件应用到“光纤通信”课程光纤模场的教学进行设计，利用COMSOL软件教学形象直观地展示出光纤模场分布，并简化“光纤通信”课程中复杂枯燥的推导过程，提高学生的学习兴趣和学习效率，从而达到提高“光纤通信”这门课程教学效果的目的。

关键词：COMSOL;“光纤通信”课程教学应用;仿真

中图分类号：TN929.11;G642;TP319         文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）24-0192-04

Teaching Application of COMSOL Software in

“Optical Fiber Communication” Courses

JIANG Linghong，ZHANG Yinpu

（College of Intelligence and Information Engineering，Tangshan University，Tangshan  063000，China）

Abstract：In view of the complicated derivation and solution of optical fiber transmission principle in the “Optical Fiber Communication” courses，this paper introduces the rich calculation and post-processing functions of COMSOL software into the teaching of “Optical Fiber Communication” courses，designs the application of COMSOL software to the teaching of optical fiber mode field for“Optical Fiber Communication” coursers，and uses COMSOL software to visually display the distribution of optical fiber mode field and simplify the complicated and boring derivation process of “Optical Fiber Communication” courses，which can improve studentslearning interest and efficiency，so as to achieve the purpose of improving the teaching effect of “Optical Fiber Communication” courses.

Keywords：COMSOL;“Optical Fiber Communication” courses teaching application;simulation

0  引  言

“光纤通信”课程是通信工程专业学生的一门必修专业基础课，其中光纤作为光纤通信的重要传输介质，光纤的传输原理、传输特性的分析是“光纤通信”课程中主要的组成部分之一[1，2]。影响光纤通信系统传输的主要因素有色散和损耗，这些因素都取决于传输介质光纤的传输特性，光作为光纤通信的载波，其工作频率范围也取决于光纤的传输特性，因此，要全面掌握光纤通信系统的传输原理及其相关应用，光纤的传输原理、传输特性以及以光纤为基础的光纤器件是“光纤通信”这门课程的重要知识点。光纤作为重要的传输介质，在实际通信应用中都选择单模光纤，可有效地提高光纤传输容量和中继传输距离，最大限度地避免模式色散和模式损耗。

传统的光纤传输原理的分析方法是基于射线光学分析和波动方程分析法，波动方程分析法是在基于麦克斯韦方……