空芯光子晶體光纖損耗特性的研究.pdf

1、空芯光子晶體光纖是帶隙型光子晶體光纖的一種，其導(dǎo)光機(jī)制是光子晶體的帶隙原理，這使得空芯光子晶體光纖具有低損耗、色散可控、非線性系數(shù)可調(diào)等許多優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用潛力。近年來，空芯光子晶體光纖因?yàn)槠洫?dú)特的導(dǎo)光特性在多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，但是由于制作工藝的限制，目前報(bào)道的空芯光子晶體光纖損耗仍然高于傳統(tǒng)光纖。而損耗是光傳輸介質(zhì)的重要指標(biāo)之一，直接影響光傳輸距離和傳輸質(zhì)量。限制損耗和散射損耗是空芯光子晶體光纖的兩個(gè)主要損耗因素。限制損耗是光子晶體光纖

2、特有的損耗特性，與光纖包層厚度、纖芯與包層結(jié)構(gòu)參數(shù)相關(guān)；光子晶體光纖中的散射損耗則多與波導(dǎo)結(jié)構(gòu)缺陷有關(guān)。本文基于反共振條件，通過對(duì)纖芯壁的設(shè)計(jì)，探究了其對(duì)空芯光子晶體光纖基模與表面模耦合、限制損耗、芯內(nèi)功率分?jǐn)?shù)等特性的影響，為低損耗空芯光子晶體光纖的研究提供了理論依據(jù)。
　　首先對(duì)光子晶體的種類、光學(xué)特性以及光子晶體光纖的發(fā)展和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、分類和導(dǎo)光機(jī)制、特性、各領(lǐng)域的應(yīng)用作了闡述，并對(duì)光子晶體光纖常用數(shù)值分析方法：平面波展開

3、法和全矢量有限元法進(jìn)行了詳細(xì)分析。
　　其次從反共振條件出發(fā)，設(shè)計(jì)了具有T=3和橢圓形兩種反共振層的纖芯壁，將其運(yùn)用于7單元芯和19單元芯兩種纖芯半徑的空芯光子晶體光纖，然后分別與常規(guī)采用的T=0.5反共振層作了對(duì)比，證明了本文的設(shè)計(jì)對(duì)空芯光子晶體光纖損耗具有一定抑制作用。
　　最后對(duì)包層空氣孔采用正方形晶格的空芯光子晶體光纖的損耗特性作了分析，并運(yùn)用此前的設(shè)計(jì)纖芯壁相對(duì)厚度分別為T=0.5和T=3的兩種正方形晶格空芯光子晶