單偏振光子晶體光纖.pdf

1、光子晶體是八十年代末提出的新概念和新材料，無(wú)論在理論研究還是在實(shí)際應(yīng)用方面，迄今都取得異常迅猛的發(fā)展。光子晶體光纖是光子晶體結(jié)構(gòu)引入光纖中而制成的新型光纖。光子晶體光纖作為一種新型特種光纖，由于它具有傳統(tǒng)光纖無(wú)法比擬的多種導(dǎo)光特性，成為了十幾年來(lái)國(guó)際研究的熱點(diǎn)。比如：無(wú)限單模特性，色散平坦特性，高非線性，大模場(chǎng)面積，超高雙折射，單偏振效應(yīng)等。光子晶體光纖的導(dǎo)光機(jī)制基本上分為兩類(lèi)：一類(lèi)是改進(jìn)的全內(nèi)反射光子晶體光纖，也稱(chēng)為折射率引導(dǎo)光子晶體

2、光纖，其導(dǎo)光機(jī)制與傳統(tǒng)光纖相類(lèi)似。由于纖芯折射率高于包層平均有效折射率，光波在芯區(qū)靠全內(nèi)反射傳輸；另一類(lèi)是光子帶隙光纖，它的導(dǎo)光機(jī)制與傳統(tǒng)光纖完全不同。它是利用光子晶體光纖中存在的光子頻率禁帶效應(yīng)來(lái)導(dǎo)光的，落在頻率禁帶范圍內(nèi)的光不能在光子晶體光纖中傳播。由于光子晶體光纖結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，不可能求解封閉的解析解，因而精確的數(shù)值計(jì)算，對(duì)光子晶體導(dǎo)光特性分析和結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)都至關(guān)重要。在眾多的數(shù)值分析方法中，頻域有限差分法(FDFD)具有簡(jiǎn)單有效可

3、靠的特點(diǎn)，只要給定光波導(dǎo)的幾何和電磁參數(shù)，就可以算出在給定波長(zhǎng)處的傳播常數(shù)β以及每個(gè)模式的場(chǎng)分布。 本文運(yùn)用壓縮的二維頻域有限差分法，研究了光子晶體光纖中的雙折射和單偏振效應(yīng)。在光子晶體光纖中，人們利用空氣和氧化硅之間的高折射率對(duì)比，可以得到很強(qiáng)的雙折射。文中討論了一種基于光子晶體光纖的高雙折射保偏光纖，它們可以產(chǎn)生比傳統(tǒng)保偏光纖高出一個(gè)量級(jí)的雙折射。分析了光子晶體光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)和波長(zhǎng)對(duì)雙折射的影響，以及結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)能夠產(chǎn)生單偏振效