空芯光子晶體光纖的制備研究.pdf

1、空芯光子晶體光纖(HC-PCF)是通過空氣纖芯來傳播光的,因此它具有許多新奇的特性,極低的損耗和非線性效應(yīng)保證信號的長距離傳輸,在光通信和激光傳輸都有潛在的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用;可變折射率和可控色散可以應(yīng)用在光纖傳感和色散補(bǔ)償領(lǐng)域;低的彎曲損耗在生物醫(yī)療方面也是有一定應(yīng)用。因此,對HC-PCF理論及制備方面的研究是具有重要的科研和應(yīng)用價(jià)值。本論文對HC-PCF的導(dǎo)光機(jī)制、特性及應(yīng)用、光子帶隙和制備工藝等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。主要內(nèi)容有:
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2、1)總結(jié)了人們在HC-PCF及應(yīng)用方面所做的研究,包括其相關(guān)背景和研究概況,接著對HC-PCF的基本特性做了簡要概述,然后介紹了它在各領(lǐng)域中的應(yīng)用。
　　(2)介紹了HC-PCF獨(dú)特的導(dǎo)光機(jī)制,接著講解了平面外光子帶隙理論,理解了HC-PCF只有在平面外傳輸才能產(chǎn)生光子帶隙。然后分析和比較了光子晶體光纖的各種理論分析方法,確定了平面波展開法和全矢量有限元法作為本論文的分析方法。
　　(3)利用平面波展開法計(jì)算HC-PCF的光

3、子帶隙,并分析了影響HC-PCF帶隙的各結(jié)構(gòu)參數(shù),接著使用有限元法模擬HC-PCF的模場分布。然后研究了一定占空比下的纖芯結(jié)構(gòu)對HC-PCF光子帶隙和傳輸損耗的影響,給出了波長在1.55μm處的結(jié)構(gòu)參數(shù),既能消除表面模損耗又適合制備工藝。
　　(4)根據(jù)HC-PCF的特點(diǎn),結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室的條件,選擇了合適的工藝技術(shù)來制備和拉制HC-PCF。然后進(jìn)行了六次的拉制實(shí)驗(yàn),其中有一次實(shí)驗(yàn)的結(jié)果較好,拉制的光纖結(jié)構(gòu)較為完整,計(jì)算得出其基模的帶