布拉格光纖的模式分析與求解.pdf

1、Bragg光纖里的一維光子晶體包層具有寬角度、寬譜的光子帶隙，這一特性豐富了帶隙波導(dǎo)與微腔理論，使光子帶隙的潛在控光功能得以充分發(fā)揮。本文利用包層光子帶隙圖，分析布拉格光纖不同于普通光纖的特殊導(dǎo)光機(jī)理，對模式進(jìn)行合理的分類。采用全矢量的模型分析光纖中的全矢量模式，探索實(shí)現(xiàn)低損耗單基模(HE11)傳輸，使布拉格光纖能夠與常規(guī)單模光纖及光電子器件輸出的線偏振類Gauss光斑耦合和兼容，從而拓展Bragg光纖的功能應(yīng)用。
　　 主要工

2、作如下：
　　 1.針對Bragg光纖的結(jié)構(gòu)，考慮全矢量模型，求解基于一維全矢量有限差分法的復(fù)模式解，分析一維光子晶體帶隙與結(jié)構(gòu)參量的關(guān)系，闡釋布拉格光纖的寬譜、寬角度帶隙限光原理。針對Bragg光纖結(jié)構(gòu)，考慮全矢量模型，得到電場或者磁場所滿足的橫向場分量耦合的方程。對于介質(zhì)折射率的不連續(xù)處，應(yīng)用嚴(yán)格的邊界條件來處理。在此基礎(chǔ)上，采用理想匹配層(PML，perfectly matched layer)，作為數(shù)值吸收邊界，得到基于

3、一維全矢量有限差分法的復(fù)模式求解器。然后將其應(yīng)用于Bragg光纖的模式求解和分析，繪制模式色散曲線以及模式譜圖，利用包層光子帶隙圖，分析Bragg光纖不同于普通光纖的特殊導(dǎo)光機(jī)理。
　　 2.分析帶隙內(nèi)模式截止對光纖傳輸狀態(tài)的影響，確定單基模(HE11)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)條件。分析傳輸帶寬和光纖結(jié)構(gòu)參量的關(guān)系，分析研究寬帶單基模Bragg光纖的設(shè)計(jì)原則，探索實(shí)現(xiàn)1550 nm波段單基模的大帶寬傳輸。單模帶寬與包層折射率差、包層結(jié)構(gòu)和光纖