單軸各向異性晶體纖芯和橢圓纖芯偏振特性分析.pdf

1、光導纖維的簡稱是光纖。光纖的基本結構是兩層圓柱形介質，內層是纖芯，其折射率為 n1，外層為包層，可認為是無限大其折射率為 n2。利用全反射原理將傳輸光波集中在纖芯。當光波在光纖內傳輸時，滿足一定條件光波能量集中在光纖內并且光波的特性由光纖的形狀和結構決定。本文主要從光纖的形狀和結構兩方面討論了傳輸光波的場強分布、色散方程、偏振的特性
　　首先提出光纖芯是單軸晶體，其光軸方向為x軸，包層為各向同性介質的新型模型。應用波導方程近似地求

2、出光纖內電磁場場強分布；分析了o光和e光傳播常數(shù)β隨歸一化頻率V變化的曲線。進一步分析了纖芯半徑對o光和e光的色散方程的影響，結果表明光纖芯半徑不影響o光和e光截止頻率。分別地討論了o光和e光傳播常數(shù)β隨光纖芯半徑變化的曲線。通過分析光纖介電常數(shù)和色散曲線的關系，研究結果表明當入射光的歸一化頻率在一定范圍內時，改變x方向和y方向介電常數(shù)的比值可以改變光纖內傳播光的偏振方向。
　　其次提出光纖芯為橢圓型的光纖模型。通過高斯近似得出x

3、方向和y方向基模的相位差和光斑尺寸。提出兩種偏振態(tài)表象在邦加球上的表達方式。利用邦加球分析了橢圓光纖內基模偏振態(tài)，得出離心率e，光纖芯長軸a，纖芯折射率nco和相對折射率差Δ不影響橢圓光纖中基模的偏振態(tài)。分析了橢圓光纖長軸 a和離心率 e對基模拍長的影響，結果表明拍長隨離心率 e的增加而迅速減小;拍長隨光纖芯長軸a增加而迅速減小。進一步討論了橢圓光纖芯折射率nco和相對折射率差Δ對對基模拍長的影響，研究結果表明拍長隨相對折射率差Δ的增加