空芯光子帶隙光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和特性研究.pdf

1、北京郵電大學(xué)博士學(xué)位論文空芯光子帶隙光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和特性研究姓名：張虎申請學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：電磁場與微波技術(shù)指導(dǎo)教師：楊伯君20090422摘要厚度的光纖，發(fā)現(xiàn)石英環(huán)的引入既可以抑制SMs也可以激發(fā)SMs，關(guān)鍵要看纖芯環(huán)厚度的選擇：得出了相應(yīng)的消除SMs的光纖纖芯外半徑和石英環(huán)相對厚度的可取范圍。在最后研究了光纖的薄壁芯環(huán)，得出了芯環(huán)壁的最佳歸一化厚度取值范圍為T=O3O6之間。4對具有C6。對稱的19單元芯HCPBGFs的模式簡并特

2、性進(jìn)行了分析，對找到的16個(gè)模式進(jìn)行了分類和命名，隨后對常用的7單元芯三角格子HCPBGFs的模場特性、色散特性、基質(zhì)中的能量分布特性、有效模場面積、非線性系數(shù)以及損耗特性進(jìn)行了較全面的分析，并對材料效應(yīng)也做了研究，研究發(fā)現(xiàn)在計(jì)算大占空比的HCPBGFs的色散時(shí)，可以忽略材料色散，而材料效應(yīng)對非線性系數(shù)的貢獻(xiàn)是不能忽略的，并得出了對于HCPBGFs而言其非線性系數(shù)很小要比傳統(tǒng)單模光纖的非線性系數(shù)低大約3個(gè)數(shù)量級(jí)的結(jié)論；最后研究了HCPB

3、GFs的色散可控特性，發(fā)現(xiàn)可以通過改變光纖的包層和纖芯的結(jié)構(gòu)參數(shù)來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)光纖的零色散點(diǎn)和色散斜率，改變空氣孔的圓化直徑或者芯環(huán)的厚度能夠控制光纖的色散斜率，改變空氣孔的圓化直徑、孔間距、基質(zhì)折射率、芯環(huán)厚度以及占空比可調(diào)節(jié)光纖的零色散點(diǎn)。5研究了基于正方格子(SL)的HCPBGFs的模場行為，發(fā)現(xiàn)該種光纖有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)一是模式的寬帶運(yùn)行，二是有效的單模運(yùn)轉(zhuǎn)。隨后對SLHCPBGFs的泄漏損耗進(jìn)行了全面的分析，發(fā)現(xiàn)包層數(shù)是影響泄漏損耗的主要

4、因素，圓化直徑、孔間距和纖芯直徑對泄漏損耗的影響較小，但可以通過調(diào)節(jié)它們使得在確定的波長下具有最小的泄漏損耗。首次對該種光纖的色散特性進(jìn)行了分析，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)SLHCPBGFs的色散特性主要由光纖纖芯和包層結(jié)構(gòu)決定，纖芯直徑的和包層環(huán)數(shù)的變化對色散的影響較小，圓化直徑、孔間距和占空比的變化對色散的影響較大；色散特性滿足HCPBGFs的縮放率，且改變這種光纖的結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)對其色散波長和色散斜率的調(diào)節(jié)。關(guān)鍵詞：光子晶體光纖，光子帶隙光纖，全矢