非對(duì)稱(chēng)光子晶體光纖光學(xué)特性的研究.pdf

1、本文提出的是一種較為新型的非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖(PCF)，并對(duì)這種PCF的光學(xué)特性利用有限元法進(jìn)行了相關(guān)的計(jì)算以及分析?，F(xiàn)如今用于分析PCF的理論分析方法也已經(jīng)日趨完善，方法也有很多種、比如說(shuō)時(shí)域有限差分、平面波展開(kāi)法、有效折射率、多極法以及有限元法等等。本文在介紹幾種分析PCF的理論方法的同時(shí)，還分析了這幾種方法的優(yōu)缺點(diǎn)以及使用范圍。在本文中主要偏重于介紹有限元法。PCF發(fā)展到今天，在許多方面都有較突出的特性，在獲得較高的雙折射以

2、及優(yōu)異的色散性能方面，研究者們比較關(guān)注于通過(guò)改變PCF包層的空氣孔排列結(jié)構(gòu)以及空氣孔 d的大小來(lái)獲得預(yù)期的光學(xué)特性。在摻雜方面的研究表示很多，而且大多的PCF的結(jié)構(gòu)僅限于改變其六重對(duì)稱(chēng)性，成為雙重對(duì)稱(chēng)的光子晶體光纖。本文則是進(jìn)一步改變其雙重對(duì)稱(chēng)，在普通的六重對(duì)稱(chēng)的光子晶體光纖（三角格子）的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，在其最內(nèi)側(cè)即靠近纖芯一側(cè)的一個(gè)空氣孔進(jìn)行摻雜，使其折射率從1.00漸變至1.45，使之成為非對(duì)稱(chēng)的光子晶體光纖。進(jìn)一步研究這種摻雜的非對(duì)稱(chēng)

3、PCF的光學(xué)特性隨單一的摻雜孔徑的折射率的變化的規(guī)律。
　　本文主要分析了這種非對(duì)稱(chēng)摻雜型PCF的neff(纖芯有效折射率)、功率的峰值以及在PCF截面上的分布情況、雙折射（模式的）、偏振模色散等光學(xué)特性隨摻雜孔徑折射率變化的規(guī)律。利用有限元法分析的得到結(jié)論是，在摻雜孔徑折射率增大的同時(shí)，基模模場(chǎng)的面積隨之增大；傳輸光的光功率隨摻雜孔徑的折射率的增大而降低，并且在摻雜孔徑折射率增大的同時(shí)功率最大值得為之也向著摻雜孔徑的方向移動(dòng)；這

4、種PCF的neff以及偏振模色散是隨著摻雜孔徑折射率的增大而增大；模式雙折射則是隨著摻雜孔徑折射率的增大而降低。以上非對(duì)稱(chēng)摻雜的光子晶體光纖的光學(xué)特性是在同一傳輸波長(zhǎng)的前提下分析出的結(jié)論，結(jié)果還顯示出，以上的光學(xué)特性在隨摻雜孔徑折射率變化時(shí)，并不是線(xiàn)性的變化，在摻雜孔徑折射率在1.00至1.25之間時(shí)，上述的光學(xué)特性隨摻雜孔徑折射率的變化并不十分明顯，在摻雜孔徑折射率增大至1.30之后會(huì)有明顯變化。在對(duì)非對(duì)稱(chēng)摻雜型的光子晶體光纖的光學(xué)特