光子晶體光纖特性分析與優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、光子晶體光纖是由單一材料構(gòu)成、空氣孔橫向周期性排列、縱向存在缺陷的二維光子晶體。與傳統(tǒng)光纖相比，光子晶體光纖具有結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活的特點(diǎn)，因此擁有了優(yōu)越的特性，受到了廣泛關(guān)注。根據(jù)導(dǎo)光機(jī)制的不同，光子晶體光纖可以分為全內(nèi)反射型和光子帶隙型光子晶體光纖及同時具有兩種導(dǎo)光機(jī)制的混合導(dǎo)光型光子晶體光纖。光子晶體光纖傳輸特性對其結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的依賴性，因此，研究光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)對其傳輸特性的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要研究內(nèi)容包括：
　　利

2、用全矢量有限元法研究不同包層排列以及結(jié)構(gòu)參數(shù)對全內(nèi)反射型光子晶體光纖的非線性特性和色散特性的影響，研究發(fā)現(xiàn)在相同波長處，具有三角晶格包層結(jié)構(gòu)的全內(nèi)反射型光子晶體光纖在非線性性能上具有更好的表現(xiàn)，通過改變光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)，還可以很明顯地改變光纖的色散特性。在此基礎(chǔ)上，我們提出一種包層為三角晶格排列的具有高非線性和色散平坦特性的全內(nèi)反射型光子晶體光纖，其非線性系數(shù)在第一光通信窗口處達(dá)0.172mw，并在0.7~0.95m范圍內(nèi)1.1具有色散平坦

3、特性，有利于研究和設(shè)計基于光纖非線性效應(yīng)原理的光器件。
　　本文對混合導(dǎo)光型光子晶體光纖的帶隙分布和模場分布進(jìn)行了理論分析和數(shù)值模擬，并研究了光纖色散特性和有效模面積特性與光纖高折射率柱大小、纖芯直徑和孔間距之間的變化關(guān)系。研究結(jié)果表明，通過合理地優(yōu)化纖芯和包層的結(jié)構(gòu)，本文提出的光纖在1.25-1.60m波長范圍內(nèi)色散變化保持在±1/.ps km nm內(nèi)，最高為27.24/.ps kmnm，在1.550 m波長處有效模面積為15.