光子晶體光纖的數值模擬及特性分析.pdf

1、自從1992年St. J. Russell等人提出光子晶體光纖的概念來，眾多的大學、科研機構投入了大量的人力物力對光子晶體光纖在理論和實際應用方面進行了深入的研究。光子晶體光纖是一種將光子晶體結構引入光纖中而制成的新型光纖。許多理論和實驗結果都表明這種光纖具有很多優(yōu)良的性能，如；不截止的單模特性、可控的模場面積、靈活的色散特性、高非線性等，在特種光纖、光電子器件等方面將具有廣闊的應用前景，是光纖技術發(fā)展的一個新方向。 光子晶體光

2、纖由于結構上的特點，從而具有兩種不同的導光機制，即：全內反射型和光子帶隙型。全內反射型光子晶體光纖和普通光纖的工作原理是基本一樣的，但也有區(qū)別。光子帶隙型光子晶體光纖依靠的是一種全新的導光機制，它是光子晶體光纖周期性介質結構所特有的。在周期性的介質材料里，當波長與介質材料的尺寸可以比擬的時候，就會形成光子禁帶。而引入線性缺陷，某種頻率的光就可以限制在其中傳播。正是光子晶體光纖具有不同于傳統(tǒng)光纖的導光原理，使得其具有上面提到的很多新特性。

3、 不同的導光原理使得分析方法也不盡相同，對于光子晶體光纖的分析比普通光纖的更為復雜。從剛剛開始研究到現在人們一直在尋求簡單、快捷而有效的方法來分析光子晶體光纖的特性，其中出現了大量的計算方法，如：等效折射率模型、平面波展開法、時域有限差分法、有限元法等。本文在深入研究波動理論的基礎上，通過依次對波動方程的場變量和折射率函數展開的方法，推導出了光子晶體光纖的矩陣形式的本征方程，從而建立了模擬光子晶體光纖的正交函數展開模型，并詳細推