光子晶體光纖傳輸特性及其在光通信中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著相關(guān)研究的不斷深入和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬，光子晶體光纖的潛能受到更多的認(rèn)可，特別是它優(yōu)異的傳輸特性備受關(guān)注。無限單模特性、靈活可控的色散特性、高雙折射及高非線性等特性使得它在通信、傳感等領(lǐng)域有了更廣泛的應(yīng)用前景。而針對它的研究設(shè)計(jì)也不僅僅局限于嚴(yán)格的周期性結(jié)構(gòu)，研究者們不斷嘗試各異的新結(jié)構(gòu)，并引入其他摻雜材料，希望獲得更優(yōu)的特性和更高的應(yīng)用價值。本文也將光子晶體光纖的傳輸特性作為研究目標(biāo)，并充分利用光子晶體光纖設(shè)計(jì)自由度這一優(yōu)

2、勢。主要工作如下：
　　1.在光子晶體光纖基本理論和分析方法的基礎(chǔ)上，以控制變量法為指導(dǎo)思想，建立一系列結(jié)構(gòu)對比模型，選用有限元法，借助Comsol Multiphysics軟件進(jìn)行仿真分析，研究總結(jié)光子晶體光纖主要傳輸特性隨光纖結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。重點(diǎn)研究的傳輸特性包括有效模場面積、非線性效應(yīng)及色散特性，作為變量的結(jié)構(gòu)參數(shù)有空氣孔直徑、光子晶體晶格常數(shù)、包層空氣孔層數(shù)及包層內(nèi)側(cè)空氣孔缺失層數(shù)。希望歸納總結(jié)的這些規(guī)律能為后續(xù)的光子晶體

3、光纖設(shè)計(jì)工作提供一定的理論參考和依據(jù)。
　　2.提出了一種具有光束整形和色散管理雙重功能的折射率引導(dǎo)性光子晶體光纖。它可以將高斯光束整形為特定幾何尺寸的圓形空心光束，并應(yīng)用于帶有卡塞格倫天線的光通信系統(tǒng)，通過減小次鏡反射引發(fā)的能量損耗，來提高系統(tǒng)的傳輸效率。文中建立了該新型光纖的模型，進(jìn)行了仿真分析。并且，定義了空心光束的幾何評估參數(shù)，計(jì)算并分析了新模型的幾何特征。此外，在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上，計(jì)算了加入新型光子晶體光纖前后的卡塞格倫