單軸各向異性晶體纖芯和橢圓纖芯偏振特性分析.pdf

1、光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱是光纖。光纖的基本結(jié)構(gòu)是兩層圓柱形介質(zhì)，內(nèi)層是纖芯，其折射率為 n1，外層為包層，可認(rèn)為是無(wú)限大其折射率為 n2。利用全反射原理將傳輸光波集中在纖芯。當(dāng)光波在光纖內(nèi)傳輸時(shí)，滿足一定條件光波能量集中在光纖內(nèi)并且光波的特性由光纖的形狀和結(jié)構(gòu)決定。本文主要從光纖的形狀和結(jié)構(gòu)兩方面討論了傳輸光波的場(chǎng)強(qiáng)分布、色散方程、偏振的特性
　　首先提出光纖芯是單軸晶體，其光軸方向?yàn)閤軸，包層為各向同性介質(zhì)的新型模型。應(yīng)用波導(dǎo)方程近似地求

2、出光纖內(nèi)電磁場(chǎng)場(chǎng)強(qiáng)分布；分析了o光和e光傳播常數(shù)β隨歸一化頻率V變化的曲線。進(jìn)一步分析了纖芯半徑對(duì)o光和e光的色散方程的影響，結(jié)果表明光纖芯半徑不影響o光和e光截止頻率。分別地討論了o光和e光傳播常數(shù)β隨光纖芯半徑變化的曲線。通過(guò)分析光纖介電常數(shù)和色散曲線的關(guān)系，研究結(jié)果表明當(dāng)入射光的歸一化頻率在一定范圍內(nèi)時(shí)，改變x方向和y方向介電常數(shù)的比值可以改變光纖內(nèi)傳播光的偏振方向。
　　其次提出光纖芯為橢圓型的光纖模型。通過(guò)高斯近似得出x

3、方向和y方向基模的相位差和光斑尺寸。提出兩種偏振態(tài)表象在邦加球上的表達(dá)方式。利用邦加球分析了橢圓光纖內(nèi)基模偏振態(tài)，得出離心率e，光纖芯長(zhǎng)軸a，纖芯折射率nco和相對(duì)折射率差Δ不影響橢圓光纖中基模的偏振態(tài)。分析了橢圓光纖長(zhǎng)軸 a和離心率 e對(duì)基模拍長(zhǎng)的影響，結(jié)果表明拍長(zhǎng)隨離心率 e的增加而迅速減小;拍長(zhǎng)隨光纖芯長(zhǎng)軸a增加而迅速減小。進(jìn)一步討論了橢圓光纖芯折射率nco和相對(duì)折射率差Δ對(duì)對(duì)基模拍長(zhǎng)的影響，研究結(jié)果表明拍長(zhǎng)隨相對(duì)折射率差Δ的增加