平坦色散光子晶體光纖的研究論文簡介

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1、平坦色散光子晶體光纖的研究專業(yè)學(xué)號姓名指導(dǎo)老師摘耍木文提出了一種復(fù)合六邊形空氣孔格點(diǎn)光子晶體光纖，其包層是山兩種不同大小的空氣孔組合而構(gòu)成的。結(jié)果表明,通過調(diào)節(jié)包層中兩種不同尺寸的空氣孔的人小以及孔間距這三個(gè)參量，可以得到不同水平的平坦色散曲線，艾至超低超平坦的色散曲線。在孔間距A取2.1pm小尺寸空氣孔直徑d1=d2=d3=O.58pm,大尺寸空氣孔直徑d4=d5=d6=l的條件下,徃1.40pm?1.60pm的波長范圍內(nèi)得到了土1.8pskm'-nm'的色散。關(guān)鍵詞：光子晶體光纖色散AbstractAnewphotoniccrystalfiber(PCF)

2、withcompositehexagonalairholelatticeisproposedandanalyzed?Wenumericallydemonstratethattheflatteneddispersionofdifferentlevels,eventhenearlyzeroultra-flatteneddispersioncharacteristicscanbeachievedthroughoptimizingthreegeometricalparameters,twoforair-holediametersandoneforholepitch?A

3、sanexample,thedispersionis±1.8pskml-nm1from1.40pmto1.60pmwavelengthwhenA,di=d2=d3andd4=d5=d6are2.1pm,0.58pm,1.9pmrespectively.Theflatteneddispersionfeaturemakesitsuitableforthewavelength-divisionmultiplexingcommunicationsystemsandnonlinearoptics.Keywords：photoniccrystalfiber、dispers

4、ion1?緒論光了晶體光纖（PCF）,包層由包圍著實(shí)芯或空芯在橫向上周期分布的空氣孔構(gòu)成。它是一種二維的光了晶體，芯區(qū)在橫向上作為缺陷使得光被橫向限制而縱向傳播。按傳導(dǎo)光的機(jī)理分為：折射率引導(dǎo)型（全內(nèi)反射型）PCF和光子帶隙型PCF（簡稱光子帶隙光纖）。由丁咆層中空氣孔微結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，PCF具有無截止單模、人模場面積、極強(qiáng)的非線性效應(yīng)、高雙折射效應(yīng)、色散靈活可控制等諸多優(yōu)良特性，在光纖通信系統(tǒng)小，影響光纖傳輸?shù)闹饕蛩鳎簱p耗和色散⑺。PCF的概念是rtlRussell等人在1991年首次提出。在1996年，英國南安普頓人學(xué)的J.C.Knight等人研制岀卅界上

5、第一根PCF,之后在光纖通信和光學(xué)研究領(lǐng)域中，PCF引起了全世界的普遍興趣。PCF以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和奇異性能，為光纖通信提供了一種新型的光傳輸介質(zhì)和光器件。我們相信，隨著PCF的導(dǎo)光理論、制造工藝、性能測量和施工技術(shù)的不斷完善，光子品體光纖定會成為光纖通信系統(tǒng)中的卜一代光信號傳輸介質(zhì)和光器件。xooomoox木文設(shè)計(jì)了一種包層具有六層空氣孔的光了晶體光纖，如圖1所示，僅由兩種不同大小的空氣孔組合構(gòu)成，其中內(nèi)部三層空氣孔直徑是相同的，因此制作過程簡單，具有較好的實(shí)用價(jià)值。通過分別調(diào)節(jié)內(nèi)三層空氣孔的參數(shù)和外三空氣孔的直徑，最終設(shè)計(jì)出了在通信波段具冇近零平坦色散特性的

6、光了晶體光纖。此時(shí)，能量很好地被束縛在纖芯屮。光了晶體光纖的色散特性Z所以可以調(diào)節(jié)，主要是由于通過改變英結(jié)構(gòu)參數(shù)：如孔徑d和節(jié)距A,可以改變包層的等效折射率，進(jìn)而改變纖芯傳輸模的有效折射率。圖1.雙包層六邊形的橫向截面圖2?理論基礎(chǔ)光了晶體光纖的色散D能夠簡單地由下列公式計(jì)算出:其中C是真空中的光速，Re代表實(shí)部，是有效模折射率。通過冇效折射率實(shí)部，可計(jì)算色散；通過冇效折射率虛部，可計(jì)算損耗。光了晶體光纖的色散特性之所以可以調(diào)節(jié)，主要是由于通過改變其結(jié)構(gòu)參數(shù)：如孔徑d和節(jié)距A,可以改變包層的等效折射?率，進(jìn)而改變纖芯傳輸模的有效折射率。以下我們討論了自由變量分

7、別變化時(shí)，色散系數(shù)D隨波長久的變化情況。3?模擬分析3.1色散隨山、d2、山、X單獨(dú)的變化關(guān)系-30-401.31.41.51.61.71.8Wavelength/pm圖2.各層空氣孔直徑對色散的影響30201OO-10-20(EFEWSd二o圖2給出了di>d2依次單獨(dú)變化為1.Opm和山單獨(dú)變化為1.5pm吋光子晶體光纖的色散特性隨波長的變化曲線。從圖中可以看出,山變化對PCF色散特性的影響最大,d2次之,兩者的變化分別使PCF的平坦色散波長向左平移了約0.2pm和0.25pm；仏的變化基本上對PCF的色散特性沒有影響,d4為1.5pm時(shí),PCF的色散曲線

8、在矩波段和中波段近乎一致。因此我們得出