新型高雙折射光子晶體光纖的特性研究.pdf

1、相比較于傳統(tǒng)光纖，光子晶體光纖具有很明顯的優(yōu)勢。光子晶體光纖橫截面結(jié)構(gòu)能夠靈活的進(jìn)行設(shè)計(jì)，并且有兩種不同類型的導(dǎo)光機(jī)制作為其理論基礎(chǔ)。它具有大部分傳統(tǒng)光纖不具有的優(yōu)異的傳輸特性。特別是，保偏光纖問世以來相干通信成為研究熱點(diǎn)，越來越多的科研工作者開始著眼于光子晶體光纖中的雙折射效應(yīng)。現(xiàn)在對光子晶體光纖雙折射特性的研究已經(jīng)很廣泛，取得了非常好的研究成果。
　　本篇論文在基于有限元法的數(shù)值模擬軟件的基礎(chǔ)上，對引入中心橢圓孔結(jié)構(gòu)的高雙折射

2、光子晶體光纖的傳輸特性進(jìn)行了研究，分析了傳輸特性隨各種結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律。主要內(nèi)容可以分為以下幾點(diǎn):
　　1、利用以有限元法為理論基礎(chǔ)的數(shù)值模擬軟件COMSOL建立了中心橢圓孔結(jié)構(gòu)的光纖分析模型，研究了光子晶體光纖的雙折射效應(yīng)和理論基礎(chǔ)，以及色散和限制性損耗傳輸特性的理論。簡單介紹了國內(nèi)外雙折射光子晶體光纖的研究進(jìn)展和情況，闡述了雙折射光子晶體光纖在相干通信領(lǐng)域中的優(yōu)勢和在其他領(lǐng)域廣闊的應(yīng)用前景。
　　2、將一個橢圓空氣孔引

3、入到傳統(tǒng)六邊形包層光纖的纖芯，提出一種六邊形包層中心橢圓空氣孔結(jié)構(gòu)的高雙折射光子晶體光纖。通過數(shù)值模擬分析了中心橢圓參數(shù)、孔徑比D/Λ、空氣孔間距Λ對雙折射、色散和限制性損耗等傳輸特性的影響，總結(jié)和猜想了以上參量變化對傳輸特性的影響規(guī)律和原因。進(jìn)行優(yōu)化最終設(shè)計(jì)的光纖在1550nm波長處雙折射B=2.545×10-2，在C+L波段擁有-531.5±0.7 ps· nm-1· km-1優(yōu)異的負(fù)色散平坦，限制性損耗為1.0×10-5dB/km

4、。光纖可以用于保偏光纖并且具有一定的色散補(bǔ)償性能。
　　3、將部分填充和中心橢圓孔結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，提出中心橢圓孔填充結(jié)構(gòu)的雙折射光子晶體光纖，中心橢圓孔填充的是具有高折射率的PG(PbO&Ge2O3)氧化物玻璃。分析了中心填充光子晶體光纖雙折射效應(yīng)的產(chǎn)生，色散特性的影響因素和限制性損耗的性質(zhì)。進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出一種具有超高雙折射、近零色散平坦和低限制性損耗的光子晶體光纖。雙折射B=8.397×10-2，在C+L波段具有0.8±