復(fù)合周期紅外空芯Bragg光纖的設(shè)計(jì)及損耗分析.pdf

1、隨著光纖技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)诠饫w領(lǐng)域展開(kāi)了大量的理論研究和應(yīng)用研究工作。光纖的傳輸波段也從2μm紅外區(qū)域逐漸向更長(zhǎng)的中紅外、遠(yuǎn)紅外區(qū)域發(fā)展。與此同時(shí)，主要應(yīng)用在激光能量傳輸上的紅外光纖也應(yīng)運(yùn)而生。目前，紅外光纖憑借其獨(dú)特的特點(diǎn)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域及工業(yè)領(lǐng)域CO2能量傳輸和傳感上已得到廣泛的應(yīng)用。
　　本文設(shè)計(jì)了一種復(fù)合周期紅外空芯Bragg光纖，利用平面波展開(kāi)法仿真分析，確定了復(fù)合周期兩個(gè)微單元和每一層厚度的大小，選擇了合適的包層材料。然后在

2、Bragg光纖的復(fù)合周期確定基礎(chǔ)上，采用基于FEM的COMSOL軟件分析復(fù)合周期紅外空芯Bragg光纖的損耗特性，并對(duì)該光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，當(dāng)光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)為：纖芯內(nèi)徑R=250μm，復(fù)合周期Λ=6.2μm，兩個(gè)微單元的厚度分別為Λ1=2.7μm和Λ2=3.5μm，復(fù)合周期內(nèi)每層材料的厚度為d1=0.81μm、d2=1.89μm、d3=1.05μm、d4=2.45μm，包層的復(fù)合周期數(shù)N=10時(shí)，損耗在10.6μm處為

3、0.287dB/km，遠(yuǎn)優(yōu)于目前單周期結(jié)構(gòu)下的光纖損耗5.14dB/km。
　　最后分析了復(fù)合周期紅外空芯Bragg光纖包層中的缺陷，并對(duì)單個(gè)缺陷引起的損耗進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明，在晶格周期Λ=6.2μm的復(fù)合周期紅外空芯Bragg光纖中，若引入的缺陷的尺寸小于晶格周期，在10.6μm處的損耗將會(huì)減小；反之，損耗將會(huì)變大，且這種影響在靠近纖芯處更為明顯，其中在第一層引入5.74μm的缺陷對(duì)降低光纖的損耗最為明顯。研究成果對(duì)于復(fù)合周