幾種色散補(bǔ)償光子晶體光纖的色散特性研究.pdf

1、光子晶體是八十年代末提出的一種利用光子帶隙效應(yīng)來(lái)導(dǎo)光的新材料，它是由不同介電常數(shù)的材料在空間上按照一定的周期性排列而形成的人工微結(jié)構(gòu)材料。而光子晶體光纖(Photonic Crystal Fiber，PCF)是把光子晶體的概念引入到光纖中制成的新型光纖，是一種帶有缺陷的二維光子晶體，通常由單一介質(zhì)構(gòu)成。
　　由于光子晶體光纖具有許多優(yōu)良的光學(xué)特性，很快成為光纖通信領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。近年來(lái)，由于波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)中色散補(bǔ)償技術(shù)

2、的需要，人們加快了對(duì)色散補(bǔ)償光子晶體光纖的研究。
　　本文以色散補(bǔ)償光子晶體光纖為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了三種雙芯色散補(bǔ)償光子晶體光纖。采用全矢量頻域有限差分方法(FDFD)，分析了這三種光纖的負(fù)色散特性，并詳細(xì)討論了它們的結(jié)構(gòu)參量對(duì)負(fù)色散特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明，在適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)參量下，這三種結(jié)構(gòu)的光纖在通信窗口1.55μm附近均具有寬帶負(fù)色散的特性。這些光纖有望應(yīng)用于波分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)中的寬帶色散補(bǔ)償。
　　本文的主要內(nèi)容包括:<

3、br>　　1.綜述了光子晶體光纖的研究狀況，著重介紹了色散補(bǔ)償光纖的發(fā)展歷史。
　　2.介紹了我們?cè)O(shè)計(jì)的第一種復(fù)合六邊形格點(diǎn)的雙芯光子晶體光纖。其包層由兩種大小不同的按六邊形格點(diǎn)排列的空氣孔組成，內(nèi)芯為低摻鍺區(qū)，外芯為移去第四層空氣孔形成的純硅環(huán)。詳細(xì)分析了該結(jié)構(gòu)的負(fù)色散特性，通過(guò)優(yōu)化其結(jié)構(gòu)參量，在1.55μm波長(zhǎng)處，獲得了半峰全寬超過(guò)200nm的寬帶負(fù)色散。
　　3.介紹了我們?cè)O(shè)計(jì)的第二種復(fù)合正方形格點(diǎn)的雙芯光子晶體光纖。

4、與第一種結(jié)構(gòu)相類似，不同的是空氣孔按正方形格點(diǎn)排列。同樣分析了該光纖的負(fù)色散特性，通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)參量，在1.55μm波長(zhǎng)處，獲得了半峰全寬也超過(guò)200nm的寬帶負(fù)色散。
　　4.介紹了我們?cè)O(shè)計(jì)的最后一種改進(jìn)的正方形格點(diǎn)的雙芯光子晶體光纖。該結(jié)構(gòu)與前兩種不同的是僅利用空氣孔的大小而沒(méi)有通過(guò)內(nèi)芯摻雜來(lái)實(shí)現(xiàn)雙芯。經(jīng)過(guò)分析研究，半峰全寬超過(guò)了300nm，得到了比前兩種更寬的負(fù)色散帶寬。
　　5.總結(jié)了這三種結(jié)構(gòu)光纖的研究成果，并對(duì)今后