大有效面積光子晶體光纖的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、為了研究具有大有效面積的光子晶體光纖，本文先對(duì)光子晶體光纖理論進(jìn)行了研究，后對(duì)新型的大間距光子晶體光纖LPF（Large-pitch photonic fibers）進(jìn)行了研究與分析設(shè)計(jì)。在密集波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)中，作為傳輸容量和傳輸距離的限制因素之一光纖非線性效應(yīng)成為研究的對(duì)象。光纖的有效面積的增大可使光纖的非線性效應(yīng)明顯減小，從而使中繼距離延長和信道數(shù)量增加，使光纖中傳輸?shù)墓夤β仕教岣?。為了達(dá)到增大有效面積的目的，所以對(duì)目前尚在研究

2、之中的LPF進(jìn)行仿真。LPF的使用可以獲得以下好處：很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，微小的孔直徑改變即可實(shí)現(xiàn)有效面積的增大；在相當(dāng)大的范圍內(nèi)的孔間距實(shí)現(xiàn)單模傳輸。
　　本文首先從具有規(guī)律性的光子晶體光纖開始研究。光子晶體光纖因其優(yōu)秀的諸多特性和廣泛的應(yīng)用前景成為研究熱點(diǎn)之一。就光子晶體光纖的基本理論與諸多特性及這些特性產(chǎn)生的原理進(jìn)行了闡述。繼而，為了準(zhǔn)確的進(jìn)行分析，預(yù)測光子晶體光纖的傳輸特性，人們開發(fā)了許多理論分析方法，如有限元法、有效折射率模型

3、方法、散射矩陣法、時(shí)間域射線傳輸法、有限時(shí)域差分法、平面波法等等。作為研究光子晶體光纖的基本工具，這些理論模型方法在光子晶體光纖的研究領(lǐng)域占有重要的地位。本文進(jìn)一步研究了各個(gè)模型的優(yōu)缺點(diǎn)，并選取有限元法作為研究的主要方法。最后通過結(jié)合COMSOL Multiphysics以有限元法為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)對(duì)光子晶體光纖的模擬計(jì)算，并利用該軟件仿真了雙排六邊形（三角形）空氣孔排列LPF和雙排正方形空氣孔排列LPF，并分析其性能參數(shù)。通過作者對(duì)有限元法分