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1、帶隙導(dǎo)光型光子晶體光纖的特性研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位、)學(xué)生姓名：賀馮良指導(dǎo)教師：劉敏專業(yè)：通信與學(xué)科門類：工學(xué)副教授信息系統(tǒng)重慶大學(xué)通信工程學(xué)院二0～二年四月硼疑嬲鬻”徽篁囂囊雌騅童耋鮪娩譽(yù)聚“藿％臨群姊墻帶潦辮StudyonCharacteristicsofBand——GapPhotonicCrystalFibersAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster’SDegreeofEngineeri
2、ngByHeFengliangSupervisedbyAssoc．Prof．LiuMinMajor：CommunicationandInformationSystemCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity，Chongqing，ChinaApril，2012麟戮潘5l磷i霆燃麟鬃萑，摹，：矗pE掣．崾～、p簸麟襄罐瓣浮冀r～P*●啦。瀣謗一鞋x一叁中文摘要摘要帶隙導(dǎo)光型光子晶體光纖(簡稱帶隙型光子晶體光纖)是在光子晶體的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，不同于傳統(tǒng)光纖通過全內(nèi)反射來傳
3、導(dǎo)光，帶隙型光子晶體光纖是通過帶隙效應(yīng)來導(dǎo)光的，這使得帶隙型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(diǎn)和應(yīng)用潛力。在帶隙型光子晶體光纖中，帶隙決定傳輸帶寬，損耗決定光信號在光纖中的傳輸距離，而色散決定光信號在傳輸過程中的失真程度。本文從理論上研究了帶隙導(dǎo)光型光子晶體光纖的帶隙、損耗、色散等特性，為拉制該類光纖提供了理論基礎(chǔ)，具有一定的指導(dǎo)意義。首先通過平面波展開法和時域有限差分法對帶隙型光子晶體光纖的帶隙進(jìn)行研究，分析了作為光纖包層的光子晶體的晶格常數(shù)(即相鄰的兩個孔之間的距離)、包層孔徑、填充比(∥人)、背景材料、包
4、層?xùn)鸥衽帕蟹绞降纫蛩貙Ω鞣N帶隙型光子晶體光纖帶隙的影響。其結(jié)果可運(yùn)用于帶隙型光子晶體光纖的傳輸帶寬的設(shè)計，同時還可用于設(shè)計光濾波器等光信號處理器件。其次通過全矢量有限元法著重對實(shí)芯帶隙型光子晶體光纖的損耗進(jìn)行研究，分析包層折射率柱的環(huán)數(shù)、填充LL(d／A)、折射率柱摻雜水平、空氣孔包層對其損耗的影響，為設(shè)計低損耗實(shí)芯帶隙型光子晶體光纖提供了理論依據(jù)。最后通過全矢量有限元法對正方形柵格的實(shí)芯帶隙型光子晶體光纖(即全固帶隙型光子晶體光纖)的色散進(jìn)行研究，分析包層折射率柱直徑d、高折射率柱間距人對其色散的影響，通過研究其結(jié)構(gòu)參數(shù)對色散的影響
5、，設(shè)計出一種零色散波長在1．55／“m的正方形柵格的全固帶隙型光子晶體光纖，對全固帶隙型光子晶體光纖在光通信網(wǎng)中的應(yīng)用具有一定的借鑒意義。關(guān)鍵詞：光子晶體，光子晶體光纖，帶隙效應(yīng)，有限元法，平面波展丌法英文摘要ABSTRACTTheband—gapphotonicfibers(BPGFs)originfromthephotoniccrystals．Unliketraditionalfiberwhichguideslightbytotalinternalreflection，theBPGFsguidelightbyband-gapeff
6、ect．TheBPGFshavemanypotentialapplicationsbecauseofitsadvancedcharacterssuchaslowloss，manageabledisperison，controlablenonlinearity,etc．ForBPGFs，thebandwidthisdecidedbytheband-gap，thetransmissiondistanceisdecidedbythelossandthedistortionisdecidedbythedispersion．Theband—ga
7、p，lossanddispersionofBPGFsareinvestigatedinthethesis，whichwillprovidetheoreticalbasisfordrawingthisfiberandhaveimportantguidingsignificance．Firstly,theband—gapoftheBPGFsisstudiedbyplanewaveexpansionmethod(PWEM)andFiniteDifferenceTimeDomain(FDTD)．Itanalyzestheeffectsofth
8、estructurefactorstotheband—gapofBPGFssuchaspitch(八)，fibercladdingholediameter(力，fillingratio(d／A)，therefractiv
