光子晶體光纖的雙折射和偏振耦合特性研究.pdf

1、光纖通信已成為現代通信網絡的主要載體，隨著社會的發(fā)展，人們對信息的需求將進一步擴大，這將會大大推動光纖技術的發(fā)展與進步。早在10多年以前人們就提出了光子晶體光纖的概念并隨之就有實驗方面的報道，目前已有光子晶體光纖投入使用。雖然應用屬于初步卻顯示了相當大的應用潛力，它將把光纖技術推向新的高峰。光子晶體光纖有著傳統(tǒng)光纖無法比擬的優(yōu)越性，它具有很多奇異的特性，如無截止單模傳輸、可控色散、靈活非線性以及高雙折射等，因此近年來光子晶體光纖引起了國

2、內外廣泛的關注，在近幾年里迅速發(fā)展成為光纖通信、光纖傳感和光電器件領域的一個研究熱點。
　　 論文第一部分中主要研究了光子晶體光纖的雙折射特性。論文詳細地介紹了光波導器件計算機模擬中常用的平面波展開法和光束傳播法的原理公式和數值處理方法，并針對本文所討論的光纖結構做了相應的改進：介紹了光纖中的雙折射現象，然后使用平面波展開法對光子晶體光纖的雙折射特性做了一些研究。文中分別研究了了引起光纖非全局雙折射的和全局雙折射的因素，并結合了

3、引起非全局雙折射的和全局雙折射的這兩種因素，得到一種具有改進的全局雙折射的高雙折射光子晶體光纖，該結構的光子晶體光纖的雙折射值在1.3～1.69μm波長范圍范圍內可以達到10-2量級。
　　 論文第二部分主要研究了雙芯光子晶體光纖的耦合特性。文中介紹了光纖耦合理論及光纖耦合器在光學系統(tǒng)中的應用以及雙芯光子晶體光纖用于耦合器時存在的偏振依賴性，并說明了減弱光纖耦合器的偏振依賴性的方法。利用平面波展開法和光束傳播法對雙芯光子晶體光纖

4、的耦合特性進行計算機模擬，得出了雙芯光子晶體光纖的耦合長度隨波長空氣孔半徑等變化的一般規(guī)律。并數值仿真了一種用低摻雜的材料填充包層的空氣柱的雙芯光子晶體光纖耦合器，通過降低芯區(qū)與包層的有效折射率差，從而來減弱耦合器的偏振依賴性。數值仿真的結果表明，通過替換包層空氣柱為低摻雜材料，我們可以得到在一種偏振無關耦合器。這種偏振無關耦合器在很高帶寬范圍內具有很低的串擾，而且這種偏振無關耦合器還具有結構簡單，容易實現的優(yōu)點，在光傳輸系統(tǒng)中尤其是全