全固態(tài)微結(jié)構(gòu)光纖的傳輸特性研究.pdf

1、光子晶體光纖，又稱微結(jié)構(gòu)光纖，具有傳統(tǒng)光纖所不具備的諸多光學(xué)特性，例如無(wú)截止單模特性、色散可調(diào)特性、高雙折射特性等。由于光子晶體光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性以及獨(dú)特的傳輸特性，所以自出現(xiàn)以來(lái)，其在高功率激光、非線性、傳感、通信等各領(lǐng)域都獲得了重要應(yīng)用。
　　微結(jié)構(gòu)光纖一般由純石英及在橫截面排布、貫穿整根光纖的多個(gè)空氣孔所組成。近年來(lái)，全固態(tài)微結(jié)構(gòu)光纖也被提出，這種光纖由于不存在空氣孔，避免了空氣孔光纖制作時(shí)控制空氣孔尺寸和精度帶來(lái)的難度。

2、本文主要針對(duì)兩個(gè)不同應(yīng)用場(chǎng)合，提出了兩種新型全固態(tài)微結(jié)構(gòu)光纖，并對(duì)此做了詳細(xì)的理論研究。
　　對(duì)于光纖到戶領(lǐng)域，提出一種新型全固態(tài)微結(jié)構(gòu)彎曲不敏感光纖:在階躍光纖的包層中引入微結(jié)構(gòu)，排布低折射率介質(zhì)柱以降低彎曲損耗，通過(guò)在纖芯外側(cè)設(shè)置低折射率環(huán)形區(qū)以去除高階模，通過(guò)保持環(huán)形區(qū)和纖芯的折射率差以保證光纖的低連接損耗。采用有限元法分析了光纖的基模彎曲損耗和高階模的束縛損耗。采用光束傳播法分析了微結(jié)構(gòu)光纖與普通單模光纖的連接損耗。計(jì)算結(jié)

3、果表明:這種新型光纖的彎曲損耗不僅滿足G.657 A1標(biāo)準(zhǔn)的要求，且與標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的連接損耗小于0.08dB。
　　對(duì)于高功率激光傳輸領(lǐng)域，提出一種新型全固態(tài)微結(jié)構(gòu)光子帶隙光纖，在全固態(tài)帶隙光纖的基礎(chǔ)上，在其中央引入周期排布的低折射率介質(zhì)柱，將高階模引導(dǎo)到帶隙邊緣，來(lái)增大光纖高階模的損耗，從而去除高階模，實(shí)現(xiàn)單模傳輸。研究發(fā)現(xiàn):通過(guò)引入低折射率介質(zhì)柱還能增大光纖在直光纖和彎曲時(shí)的模場(chǎng)面積。低折射率介質(zhì)柱區(qū)域的場(chǎng)強(qiáng)會(huì)下降，從而使光纖