空芯光子晶體光纖特性研究.pdf

1、光子晶體光纖是一種由單一材料構(gòu)成的光纖，它的橫截面是按周期性排列的空氣孔。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的靈活性，展現(xiàn)出了傳統(tǒng)光纖無(wú)法比擬的優(yōu)越特性，成為研究熱點(diǎn)。根據(jù)導(dǎo)光機(jī)理的不同，光子晶體光纖分為全內(nèi)反射型光子晶體光纖和光子帶隙型光子晶體光纖，對(duì)于前者的研究已比較完善，而對(duì)后者的研究則相對(duì)較少，且后者的傳輸特性對(duì)其結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的依賴性，因此，研究光子帶隙型光子晶體光纖的纖芯結(jié)構(gòu)對(duì)其傳輸特性的影響具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文研究一種現(xiàn)實(shí)可拉

2、制的高占空比空芯光子晶體光纖，這種光纖包層為按三角晶格排列的圓化六邊形，中心處去掉7根玻璃管構(gòu)成纖芯，并且在纖芯與包層交界面處引入一個(gè)圓化的十二邊形石英環(huán)。首先改變?cè)摲N光纖的纖芯半徑、石英環(huán)厚度，研究它們對(duì)光纖中表面模、損耗、帶寬的影響；然后，系統(tǒng)研究不同纖芯半徑、石英環(huán)厚度對(duì)該種光纖基模的有效折射率、波導(dǎo)色散、有效模面積、非線性效應(yīng)的影響；最后，研究空芯光子晶體光纖能否忽略材料效應(yīng)及材料效應(yīng)對(duì)哪些特性有影響。
　　通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，

3、空芯光子晶體光纖的纖芯半徑和石英環(huán)厚度對(duì)光纖的低損耗傳輸有重要影響，當(dāng)纖芯半徑較小時(shí)，光纖的低損耗帶寬較窄，隨著纖芯半徑的增大，低損耗帶寬增大，但是當(dāng)纖芯半徑過(guò)大或過(guò)小時(shí)，都會(huì)嚴(yán)重降低光纖的低損耗帶寬。還可以通過(guò)改變纖芯中石英環(huán)的厚度來(lái)進(jìn)一步增大光纖的低損耗帶寬。最后得出了實(shí)現(xiàn)低損耗傳輸?shù)淖罴牙w芯半徑和石英環(huán)厚度。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，纖芯半徑和石英環(huán)厚度對(duì)空芯光子晶體光纖的傳輸特性也有重要影響，當(dāng)增大光纖的纖芯半徑和石英環(huán)厚度時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)光纖基模