含薄介電層微納光纖傳輸特性的理論研究.pdf

1、微納尺度的光子器件在光通信、光傳感、光功率傳輸系統(tǒng)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。微納光波導(dǎo)是微納光子器件的基本組成部分，是目前光子學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。微納光纖是一種典型的微納光波導(dǎo)，因制備簡單、損耗低而受到越來越多的關(guān)注。
　　 微納光纖的突出優(yōu)點(diǎn)之一是其倏逝場可以很強(qiáng)。因此，微納光纖在光傳感器、光耦合器等領(lǐng)域具有巨大應(yīng)用潛力。另外，微納光纖的波導(dǎo)色散是常規(guī)光纖的千倍以上，在光通信等領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用。而且，通過調(diào)控和優(yōu)化參數(shù)，微納

2、光纖的色散和模場特性可以調(diào)諧。
　　 本文首先介紹了微納光纖的研究背景及論文的結(jié)構(gòu)，隨后概述了微納光纖的基本理論和方法，最后重點(diǎn)討論了不同的各向同性、各向異性薄介電材料對微納光纖模場和色散等的影響。本文所做的主要工作如下：
　　 (1)基于光纖模式理論，重點(diǎn)數(shù)值研究了含有各向同性薄介電層微納光纖的模場特性，尤其是薄介電層厚度和折射率對模場和能流密度的影響。結(jié)果表明，介電薄層的引入對微納光纖纖芯和薄介電層中的模場特性影響不

3、大，但對外包層中的模場有較大影響。深入研究含有薄介電層的微納光纖的傳輸特性，對微納光纖的制備及應(yīng)用具有重要的參考價(jià)值。
　　 (2)基于光纖模式理論，數(shù)值研究了含有各向異性薄介電層微納光纖的模場和色散特性。結(jié)果表明，各向異性薄介電層對微納光纖的模場和色散特性有較大影響。隨著介電層厚度的增加，包層中的能流密度降低，波導(dǎo)色散曲線整體紅移。而且，纖芯折射率對波導(dǎo)色散的影響較大，介電層厚度對波導(dǎo)色散的影響不大。與含有各向同性薄介電層的微