光子晶體光纖色散特性的理論研究.pdf

1、光子晶體光纖的色散特性是當(dāng)前光子晶體光纖研究的一個重要領(lǐng)域。本論文從理論上研究了基于石英材料的折射率引導(dǎo)型光子晶體光纖的色散特性，主要內(nèi)容包括： 首次得到了全矢量有效折射率方法中歸一化等效纖芯半徑(p/Λ)隨歸一化空氣孔直徑(d/Λ)和歸一化頻率(Λ/λ)的變化關(guān)系。修正了傳統(tǒng)全矢量有效折射率方法中p/Λ為固定值的不合理取法，進而得到了改進的全矢量有效折射率方法(IFVEIM)。IFVEIM不僅具有簡單、高速的特點并能在較大的空

2、氣填充率范圍內(nèi)適用，而且用它計算的基模有效折射率和總色散等模式特性與多極法的結(jié)果和試驗值相比較都具有更好的一致性，將基模有效折射率的誤差減小了二到三個數(shù)量級。 利用IFVEIM計算了光子晶體光纖的色散特性，找到了色散隨光纖結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。根據(jù)這些變化規(guī)律，分別在1.525～1.565μm、1.28～1.65μm波長范圍和鈦寶石飛秒激光器的0.8μm工作波長附近，設(shè)計出了近零平坦色散光子晶體光纖，用均方根定量表示了光纖的近零色散平

3、坦性。利用簡單結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖，設(shè)計出了窄帶大負(fù)色散補償光纖和寬帶色散補償光纖。并制備出了與設(shè)計結(jié)構(gòu)類似的光子晶體光纖。 利用多極法對一種純石英材料雙層芯光子晶體光纖的色散及模式特性進行了數(shù)值模擬，找到了色散隨光纖結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。在1.55μm波長附近，設(shè)計出了色散值為-23 000 ps/km/nm的窄帶色散補償光纖和在200 nm波長范圍內(nèi)、色散值在-1000ps/km/nm和-2500 ps/km/nm之間、卡帕值在30