Bragg光纖傳輸特性理論分析和仿真.pdf

1、Bragg光纖是一種新型的一維光子晶體光纖，這種光纖橫截面的折射率只在徑向一個(gè)方向呈現(xiàn)周期性分布。由于在Bragg光纖中光波基于光子帶隙的機(jī)理傳輸，相比常規(guī)光纖具有低損耗，高非線性閾值和可調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)較多、可調(diào)節(jié)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)作為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn)，其應(yīng)用范圍正在向通信、醫(yī)學(xué)、傳感等多個(gè)領(lǐng)域延伸。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的提高，各種數(shù)值計(jì)算方法，如有限時(shí)域差分法，有限元法，伽略金法等的應(yīng)用使得處理更復(fù)雜的光纖結(jié)構(gòu)成為現(xiàn)實(shí)，對(duì)Bragg光纖

2、的研究也將更為全面和深入。 本文主要用傳輸矩陣法和漸近矩陣法等相關(guān)理論對(duì)Bragg光纖的色散和損耗特性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。通過(guò)分析Bragg光纖的各個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)光纖的色散和損耗性能的影響，以及對(duì)光纖中的模的類型等具體問(wèn)題的研究，本文建立了較為完整的Bragg光纖理論，為Bragg光纖的實(shí)際制作和應(yīng)用研究提供了理論參考。 論文主要包括四個(gè)方面： 1.用漸近矩陣法討論了Bragg光纖的傳輸色散和損耗特性，并研究在特定波

3、長(zhǎng)下，如何通過(guò)改變包層折射率差、中心核半徑、核折射率等結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)優(yōu)化傳輸特性。 2.討論了各種類型結(jié)構(gòu)參數(shù)下導(dǎo)模和輻射模的包層場(chǎng)分布，分析光纖中導(dǎo)模和輻射模的定量分類標(biāo)準(zhǔn)，以及Bragg光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)導(dǎo)模區(qū)域大小的影響。 3.探討了大纖芯單模Bragg光纖的模式特性和色散系數(shù)，這種方法也適用于設(shè)計(jì)單入射角下的窄帶單模濾波器。 4.將漸近矩陣?yán)碚撆c傳輸矩陣法、伽略金法進(jìn)行了比較研究，以便于進(jìn)一步分析更復(fù)雜類型的B