全固態(tài)保偏光子晶體光纖及其功能器件.pdf

1、與傳統(tǒng)的保偏光纖相比,保偏光子晶體光纖溫度穩(wěn)定性好,具有更強(qiáng)的偏振態(tài)穩(wěn)定傳輸和控制能力,可以有效的排除偏振模色散,穩(wěn)定光器件的工作,在未來的全光網(wǎng)絡(luò),光纖陀螺、光纖傳感、可調(diào)諧光纖激光器和偏振態(tài)控制器件等領(lǐng)域?qū)⑵鹬匾饔谩?br>　　 隨著多芯光子晶體光纖的出現(xiàn)和發(fā)展,國內(nèi)外涌現(xiàn)出許多多芯光子晶體光纖功能器件的研究,將各種有源、無源器件集成到光子晶體光纖,可以極大減小器件的尺寸和重量,更易于光學(xué)器件在光纖中的集成,同時(shí)避免了各個(gè)可動(dòng)

2、部件之間由于裝配、固定和調(diào)整帶來的變化和不一致,提高纖維集成器件的性能和溫度穩(wěn)定性。但是全硅光子晶體光纖在拉制和熔接的過程中容易產(chǎn)生氣孔塌陷和結(jié)構(gòu)變形,利用全固態(tài)的光子晶體光纖設(shè)計(jì)的保偏光子晶體光纖和多芯光子晶體光纖功能器件可以有效的避免上述的問題,為此,本文利用全固態(tài)光子晶體光纖設(shè)計(jì)和分析了幾種單偏振光纖和光纖功能器件。
　　 第一章介紹保偏光纖的發(fā)展歷程,光子晶體光纖、保偏光子晶體光纖、全固態(tài)光子晶體光纖及光子晶體光纖功能器

3、件的發(fā)展歷程及國內(nèi)外的研究動(dòng)態(tài),以及他們的優(yōu)缺點(diǎn)。第二章首先簡(jiǎn)要介紹一些目前分析光子晶體光纖的數(shù)值算法,之后主要介紹本文使用的全矢量有限元法和全矢量光束傳播法。包括有限元法的發(fā)展歷程、計(jì)算步驟和基本原理,完美匹配層及其基本原理;光束傳播法的發(fā)展歷程及其計(jì)算原理。第三章使用全矢量有限元法設(shè)計(jì)并分析了方陣結(jié)構(gòu)和三角陣列結(jié)構(gòu)的全固態(tài)單偏振光子晶體光纖,分析表明,方陣結(jié)構(gòu)的單偏振光子晶體光纖的近最大單偏振帶寬為137nm,而三角陣列結(jié)構(gòu)的單偏振

4、光子晶體光纖的近最大單偏振帶寬為238nm,因此三角陣列結(jié)構(gòu)的單偏振光子晶體光纖具有更優(yōu)異的單偏振特性。之后分析了一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的全固態(tài)單偏振光子晶體光纖的單偏振特性,并給出它的色散特性、約束損耗和有效模場(chǎng)面積。分析表明,該光子晶體光纖單偏振帶寬達(dá)672nm,另外,利用該結(jié)構(gòu)也可以設(shè)計(jì)出雙折射值高達(dá)10-2的光子晶體光纖。第四章首先結(jié)合使用全矢量有限元法和光束傳播法設(shè)計(jì)和分析了一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的全固態(tài)1×4光子晶體光纖耦合器,該光子晶體光纖耦