全固態(tài)微結構光纖的傳輸特性研究.pdf

1、光子晶體光纖，又稱微結構光纖，具有傳統光纖所不具備的諸多光學特性，例如無截止單模特性、色散可調特性、高雙折射特性等。由于光子晶體光纖結構設計的靈活性以及獨特的傳輸特性，所以自出現以來，其在高功率激光、非線性、傳感、通信等各領域都獲得了重要應用。
　　微結構光纖一般由純石英及在橫截面排布、貫穿整根光纖的多個空氣孔所組成。近年來，全固態(tài)微結構光纖也被提出，這種光纖由于不存在空氣孔，避免了空氣孔光纖制作時控制空氣孔尺寸和精度帶來的難度。

2、本文主要針對兩個不同應用場合，提出了兩種新型全固態(tài)微結構光纖，并對此做了詳細的理論研究。
　　對于光纖到戶領域，提出一種新型全固態(tài)微結構彎曲不敏感光纖:在階躍光纖的包層中引入微結構，排布低折射率介質柱以降低彎曲損耗，通過在纖芯外側設置低折射率環(huán)形區(qū)以去除高階模，通過保持環(huán)形區(qū)和纖芯的折射率差以保證光纖的低連接損耗。采用有限元法分析了光纖的基模彎曲損耗和高階模的束縛損耗。采用光束傳播法分析了微結構光纖與普通單模光纖的連接損耗。計算結

3、果表明:這種新型光纖的彎曲損耗不僅滿足G.657 A1標準的要求，且與標準單模光纖的連接損耗小于0.08dB。
　　對于高功率激光傳輸領域，提出一種新型全固態(tài)微結構光子帶隙光纖，在全固態(tài)帶隙光纖的基礎上，在其中央引入周期排布的低折射率介質柱，將高階模引導到帶隙邊緣，來增大光纖高階模的損耗，從而去除高階模，實現單模傳輸。研究發(fā)現:通過引入低折射率介質柱還能增大光纖在直光纖和彎曲時的模場面積。低折射率介質柱區(qū)域的場強會下降，從而使光纖