光子晶體光纖特性及應(yīng)用研究.pdf

1、光子的傳輸特性是電子所無法比擬的，為解決通信系統(tǒng)中的“電子瓶頸”問題，光子晶體迅速成為人們研究的熱點。光子晶體最大的特點是存在光子帶隙，頻率落在光子帶隙內(nèi)的電磁波不能在光子晶體中傳播，因而具有阻光性，能夠很好的控制光在介質(zhì)中傳輸。光子晶體光纖是將光子晶體結(jié)構(gòu)引入光纖中而制成的新型光纖。 光子晶體光纖的導(dǎo)光機制不同于傳統(tǒng)光纖，可以分成兩種：一種借鑒傳統(tǒng)階躍光纖的導(dǎo)光機理用全反射原理對這種光纖進行解釋；另一種利用光子帶隙效應(yīng)來解釋，

2、它是利用光子晶體光纖中存在的光子頻率禁帶效應(yīng)來導(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。光子晶體光纖以其特殊的光學(xué)特性正成為國內(nèi)外研究的熱點，如：無盡單模特性、色散平坦特性、大模場面積、高非線性等。光子晶體光纖的進一步研究將使光纖通信系統(tǒng)產(chǎn)生革命性的變化。 本文采用等效折射率這一理論模型基于標量近似理論對光子晶體光纖的傳播模式和色散特性進行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)通過調(diào)節(jié)光子晶體光纖包層的空氣孔填充率或包層空氣孔節(jié)距大小及

3、有效芯徑可以在很寬的波長范圍實現(xiàn)單模傳播。在單模工作時光子晶體光纖可以具有反常波導(dǎo)色散，這是普通階躍折射率光纖無法做到的，同時通過調(diào)整光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以移動零色散點的位置，這些特性預(yù)示著光子晶體光纖具有諸多潛在應(yīng)用，并且討論了大空氣孔光子晶體光纖的特性及其在色散補償中的應(yīng)用。分析還表明，光子晶體光纖可以將光波場很好地限制在纖芯中傳播。由于包層區(qū)域的獨特構(gòu)成，使其具有模場面積可靈活改變的特性。 最后利用光束傳播法對雙芯光子