非均勻光子晶體光纖光柵慢光的研究.pdf

1、隨著人類社會的高速發(fā)展，對信息量的要求也呈爆炸式增長，隨之而來的是對通信網(wǎng)絡(luò)容量需求的增長，而全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得大容量、高速化的通信網(wǎng)成為可能。目前，制約光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸之一便是全光交換網(wǎng)，而作為全光交換網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一的全光緩存技術(shù)便成為目前的研究熱點之一。光纖光柵中的慢光技術(shù)因其實驗條件簡單、易集成模塊化、可實現(xiàn)無畸變的光速減慢的脈沖傳輸?shù)葍?yōu)點，在實際應(yīng)用方面展現(xiàn)了誘人的前景。相比常規(guī)光纖光柵，光子晶體光纖光柵具有更優(yōu)良的特性:更大的

2、設(shè)計自由度、無限單模傳輸特性以及敏感的結(jié)構(gòu)可調(diào)色散特性。而切趾和啁啾同樣可以優(yōu)化光柵的結(jié)構(gòu)特性。非均勻光子晶體光纖光柵的出現(xiàn)為光柵慢光的研究打開了新的窗口。
　　本文以改進的全矢量有效折射率法、耦合模理論和傳輸矩陣法為核心，建立了一套分析非均勻光子晶體光纖光柵慢光的方法。首先利用改進的全矢量有效折射率法分析了常規(guī)正六邊形光子晶體光纖的截止特性和色散特性，然后結(jié)合耦合模理論分析了光子晶體光纖結(jié)構(gòu)參量對光柵慢光的影響，最后引入傳輸矩陣

3、法來分析高斯切趾和線性啁啾對其慢光特性的影響。以下是主要工作的概述:
　　1.利用改進的全矢量有效折射率法分析光子晶體光纖。結(jié)果表明:常規(guī)六邊形光子晶體光纖實現(xiàn)單模傳輸?shù)臈l件為占空比d/A＜0.4;增大空氣孔直徑d可以使常規(guī)六邊形光子晶體光纖的第一零色散波長向短波長移動，而增大空氣孔節(jié)距A可以使其色散第一極大值所在的波長向長波長方向移動。根據(jù)上述的研究結(jié)果，確立了光子晶體光纖的基礎(chǔ)模型。
　　2.以上述光子晶體光纖結(jié)構(gòu)為基準(zhǔn)

4、，結(jié)合耦合模理論，通過微調(diào)光子晶體光纖結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn):增大空氣孔直徑d可以增大光子晶體光纖光柵的群時延最大值，即減小其群速度最小值;在占空比d/A為定值時，減小空氣孔節(jié)距A同樣可以減小其群速度最小值。
　　3.最后，結(jié)合傳輸矩陣法研究高斯切趾和線性啁啾對光子晶體光纖光柵慢光特性的影響。對于高斯切趾的光子晶體光纖光柵，當(dāng)直流折射率Δn較大時，隨著切趾系數(shù)G的增大，群速度最小值與真空光速的比值V先減后增，這就意味著必然存在某個最佳切趾系數(shù)G