光子晶體光纖雙折射特性的研究及應用.pdf

1、本文首先介紹了光子晶體光纖的產生和發(fā)展、導光機制和分類、各種特性和應用、以及一些常用的光子晶體光纖數值分析方法；隨后，主要對光子晶體光纖的雙折射特性進行了研究，提出并設計了幾種高雙折射光子晶體光纖；最后，基于單偏振單模光子晶體光纖提出了單偏振單模光子晶體光纖耦合器的數值設計模型。主要研究內容包括： 1、首次提出了高相雙折射低群雙折射光子晶體光纖。該光纖具有等速螺旋排列包層空氣孔結構，采用全矢量有限單元法對這種光纖的相雙折射和群雙

2、折射特性進行了理論的研究。研究發(fā)現它具有10<'-4>量級的相雙折射，而群雙折射只有10<'-6>-10<'-7>量級，該雙折射特性可以有效地降低偏振模色散對通訊系統的影響。隨后又對其色散、泄漏損耗、側向壓力影響、拉制容差等問題進行了討論。 2、首次提出了纖芯附近引入兩個大圓空氣孔的橢圓空氣孔包層光子晶體光纖。該方案基于兩個引起光子晶體光纖雙折射的因素：橢圓空氣孔包層結構和纖芯附近引入兩個缺陷的大圓空氣孔。采用全矢量有恨單元法理

3、論上分析了其雙折射特性，研究結果表明這種結構的光纖具有更高的雙折射度并且其相雙折射和群雙折射均可視為這兩種引起雙折射的因素共同作用的結果。 3、理論上設計了超高雙折射光子晶體光纖。研究了壓縮柵格結構的橢圓空氣孔包層光子晶體光纖的雙折射及色散特性。該光纖展現出了超高的模式雙折射并在很長的波長范圍內都保持在10<'-2>量級，1550nm波長處3．78×10<'-2>的相雙折射是目前折射率傳導型光子晶體光纖所具備的最高值。此外，研究