新型雙芯結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖傳輸特性研究.pdf

1、傳統(tǒng)的雙芯光纖存在制作過(guò)程繁瑣，對(duì)工藝技術(shù)要求高等缺點(diǎn)，而雙芯光子晶體光纖不僅制作過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，而且，還具有良好的耦合特性。被廣泛應(yīng)用于濾波器、耦合器、偏振分束器，光開(kāi)關(guān)、傳感器、分插復(fù)用器等的研制，具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　本文設(shè)計(jì)了三種不同結(jié)構(gòu)的雙芯光子晶體光纖，利用全矢量有限元法、波束傳播法和模式耦合基本理論對(duì)雙芯光子晶體光纖的耦合特性、溫度傳感特性以及基于新型雙芯光子晶體光纖在偏振分束器、耦合器、傳感器等方面的應(yīng)用進(jìn)行了相

2、關(guān)的研究。
　　本文的具體工作內(nèi)容如下:
　　第一，設(shè)計(jì)了一種混合空氣孔高保偏雙芯光子晶體光纖，采用全矢量有限元法和模式耦合基本理論對(duì)這種光纖的雙折射、耦合長(zhǎng)度、色散特性進(jìn)行數(shù)值模擬研究，并對(duì)其在微型偏振分束器和耦合器中的應(yīng)用進(jìn)行探討。結(jié)果表明，通過(guò)改變光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)，在1.55μm處可獲得1.48×10-2的高雙折射，對(duì)應(yīng)x、y偏振方向的耦合長(zhǎng)度分別為79μm和94μm，該光纖出現(xiàn)兩個(gè)零色散點(diǎn)，在0.7～1.7μm的波長(zhǎng)范圍

3、內(nèi)具有平坦色散特性，此光纖用作偏振分束器的長(zhǎng)度為470μm，消光比為70.3 dB，用作耦合器的長(zhǎng)度為1032μm。
　　第二，提出了一種基于碲酸鹽玻璃的新型雙芯光子晶體光纖偏振分束器，采用全矢量有限元法、全矢量光束傳播法以及模式耦合基本理論對(duì)其特性進(jìn)行了研究，并與相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的石英玻璃雙芯光子晶體光纖偏振分束器的特性進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，此種偏振分束器有更高的消光比、極低的耦合損耗，在工作波長(zhǎng)為1.55μm，光纖長(zhǎng)度為441μm

4、時(shí)，兩偏振光實(shí)現(xiàn)分離，兩個(gè)纖芯在x、y方向偏振光的消光比分別達(dá)到50.1 dB和53.6 dB，消光比小于-20 dB的帶寬分別為34 nm和36 nm，耦合損耗僅為0.0009dB。
　　第三，研究了一種正八邊形雙芯光子晶體光纖在填充溫敏液體后的溫度特性，采用全矢量有限元法和模式耦合基本理論分析了溫度對(duì)其有效折射率、耦合長(zhǎng)度、模場(chǎng)分布和限制損耗的影響，計(jì)算并分析了具有相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的正六邊形光子晶體光纖在波長(zhǎng)1.55μm時(shí)的限制損