空芯光子晶體光纖損耗特性的研究.pdf

1、空芯光子晶體光纖是帶隙型光子晶體光纖的一種，其導光機制是光子晶體的帶隙原理，這使得空芯光子晶體光纖具有低損耗、色散可控、非線性系數(shù)可調(diào)等許多優(yōu)點和應用潛力。近年來，空芯光子晶體光纖因為其獨特的導光特性在多個領域得到了廣泛應用，但是由于制作工藝的限制，目前報道的空芯光子晶體光纖損耗仍然高于傳統(tǒng)光纖。而損耗是光傳輸介質(zhì)的重要指標之一，直接影響光傳輸距離和傳輸質(zhì)量。限制損耗和散射損耗是空芯光子晶體光纖的兩個主要損耗因素。限制損耗是光子晶體光纖

2、特有的損耗特性，與光纖包層厚度、纖芯與包層結(jié)構(gòu)參數(shù)相關；光子晶體光纖中的散射損耗則多與波導結(jié)構(gòu)缺陷有關。本文基于反共振條件，通過對纖芯壁的設計，探究了其對空芯光子晶體光纖基模與表面模耦合、限制損耗、芯內(nèi)功率分數(shù)等特性的影響，為低損耗空芯光子晶體光纖的研究提供了理論依據(jù)。
　　首先對光子晶體的種類、光學特性以及光子晶體光纖的發(fā)展和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀、分類和導光機制、特性、各領域的應用作了闡述，并對光子晶體光纖常用數(shù)值分析方法：平面波展開

3、法和全矢量有限元法進行了詳細分析。
　　其次從反共振條件出發(fā)，設計了具有T=3和橢圓形兩種反共振層的纖芯壁，將其運用于7單元芯和19單元芯兩種纖芯半徑的空芯光子晶體光纖，然后分別與常規(guī)采用的T=0.5反共振層作了對比，證明了本文的設計對空芯光子晶體光纖損耗具有一定抑制作用。
　　最后對包層空氣孔采用正方形晶格的空芯光子晶體光纖的損耗特性作了分析，并運用此前的設計纖芯壁相對厚度分別為T=0.5和T=3的兩種正方形晶格空芯光子晶