基于光子晶體光纖雙折射效應(yīng)的光濾波器研究.pdf

1、波分復(fù)用(WDM)/密集波分復(fù)用(DWDM)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)光纖通信系統(tǒng)超高速大容量傳輸?shù)年P(guān)鍵技術(shù)，而穩(wěn)定的可調(diào)諧光濾波器是DWDM系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件之一。本文結(jié)合天津市自然基金重點(diǎn)項(xiàng)目、教育部基金重點(diǎn)項(xiàng)目，提出一種基于光子晶體光纖雙折射效應(yīng)的Sagnac干涉儀型光濾波器，它具有溫度不敏感、工作波長(zhǎng)范圍寬、信道間隔可調(diào)諧等優(yōu)點(diǎn)，從而具有廣泛的應(yīng)用前景。本文利用全矢量有限元法從理論上分析了高雙折射光子晶體光纖特性，并以Jones矩陣?yán)碚摓榛緮?shù)學(xué)

2、方法對(duì)高雙折射光子晶體光纖Sagnac干涉儀型光濾波器進(jìn)行了大量的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，為高雙折射光子晶體光纖Sagnac干涉儀器件的進(jìn)一步研究和實(shí)用化奠定了基礎(chǔ)。主要工作內(nèi)容如下： 第一，設(shè)計(jì)了一種纖芯附近引入兩個(gè)大圓空氣孔的壓縮柵格結(jié)構(gòu)高雙折射光子晶體光纖，采用全矢量有限單元法對(duì)該光子晶體光纖的雙折射、色散及溫度等特性進(jìn)行了理論研究及大量數(shù)值模擬。研究發(fā)現(xiàn)，所提出的光子晶體光纖具有以下特點(diǎn)：1)在1550nm處可以獲得5.0×

3、10-3的相雙折射，在長(zhǎng)波長(zhǎng)處群雙折射為0，可以有效地降低偏振模色散對(duì)通信系統(tǒng)的影響；2)在長(zhǎng)波長(zhǎng)處x偏振方向(兩個(gè)大圓空氣孔方向)出現(xiàn)大的負(fù)色度色散，而相同波長(zhǎng)處y偏振方向色度色散為正，可用于單一偏振方向上的色度色散補(bǔ)償；3)溫度穩(wěn)定性好。 第二，以Jones矩陣?yán)碚摓榛纠碚?，?duì)高雙折射光纖Sagnac干涉儀模型進(jìn)行了理論推導(dǎo)，并對(duì)高雙折射光子晶體光纖Sagnae干涉儀的傳輸函數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬。 第三，提出了基于纖芯附