復合周期紅外空芯Bragg光纖的設計及損耗分析.pdf

1、隨著光纖技術的發(fā)展，人們在光纖領域展開了大量的理論研究和應用研究工作。光纖的傳輸波段也從2μm紅外區(qū)域逐漸向更長的中紅外、遠紅外區(qū)域發(fā)展。與此同時，主要應用在激光能量傳輸上的紅外光纖也應運而生。目前，紅外光纖憑借其獨特的特點在醫(yī)學領域及工業(yè)領域CO2能量傳輸和傳感上已得到廣泛的應用。
　　本文設計了一種復合周期紅外空芯Bragg光纖，利用平面波展開法仿真分析，確定了復合周期兩個微單元和每一層厚度的大小，選擇了合適的包層材料。然后在

2、Bragg光纖的復合周期確定基礎上，采用基于FEM的COMSOL軟件分析復合周期紅外空芯Bragg光纖的損耗特性，并對該光纖的結構參數(shù)進行優(yōu)化。仿真結果表明，當光纖的結構參數(shù)為：纖芯內徑R=250μm，復合周期Λ=6.2μm，兩個微單元的厚度分別為Λ1=2.7μm和Λ2=3.5μm，復合周期內每層材料的厚度為d1=0.81μm、d2=1.89μm、d3=1.05μm、d4=2.45μm，包層的復合周期數(shù)N=10時，損耗在10.6μm處為

3、0.287dB/km，遠優(yōu)于目前單周期結構下的光纖損耗5.14dB/km。
　　最后分析了復合周期紅外空芯Bragg光纖包層中的缺陷，并對單個缺陷引起的損耗進行仿真分析，結果表明，在晶格周期Λ=6.2μm的復合周期紅外空芯Bragg光纖中，若引入的缺陷的尺寸小于晶格周期，在10.6μm處的損耗將會減??；反之，損耗將會變大，且這種影響在靠近纖芯處更為明顯，其中在第一層引入5.74μm的缺陷對降低光纖的損耗最為明顯。研究成果對于復合周