光子晶體光纖色散特性及應(yīng)用的研究.pdf

1、隨著三重播放、視頻點(diǎn)播和高速互聯(lián)網(wǎng)接入等業(yè)務(wù)的日益增長(zhǎng)，加之國(guó)內(nèi)3G移動(dòng)通信時(shí)代的到來(lái)，接入層面的提速，傳輸網(wǎng)的帶寬消耗呈幾何級(jí)數(shù)增長(zhǎng)，光纖通信網(wǎng)正向超高速、大容量的方向發(fā)展，并逐步向全光網(wǎng)絡(luò)演進(jìn)。然而在傳統(tǒng)的光纖通信網(wǎng)中，傳輸介質(zhì)光纖本質(zhì)上受到損耗、色散和非線(xiàn)性效應(yīng)三大因素的限制，使得網(wǎng)絡(luò)容量的進(jìn)一步提高、網(wǎng)絡(luò)性能的進(jìn)一步提升越來(lái)越困難，人們開(kāi)始尋求研制新型光纖以取代常規(guī)光纖。
　　 本文分析的帶隙效應(yīng)光子晶體光纖(PBG-P

2、CF)就是其中的一種。PBG-PCF具有獨(dú)特的幾何結(jié)構(gòu)，使得光子晶體光纖能以特殊的機(jī)理——光子帶隙效應(yīng)導(dǎo)光、可控的波導(dǎo)色散特性、理論上極低的損耗和非線(xiàn)性效應(yīng)。PBG-PCF表現(xiàn)出作為光網(wǎng)絡(luò)傳輸介質(zhì)的巨大潛力，近年來(lái)引起了人們極大的關(guān)注，成為研究的熱點(diǎn)。
　　 本文首先采用平面波法(PWM)和時(shí)域有限差分法(FDTD)這兩種數(shù)值方法，分別對(duì)PBG-PCF的導(dǎo)光特性、缺陷態(tài)、色散特性進(jìn)行了理論分析。在分析PBG-PCF導(dǎo)光特性的時(shí)候

3、，除了考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響，還特別分析了材料折射率的影響。然后根據(jù)色散特性的理論分析，設(shè)計(jì)了理想結(jié)構(gòu)的近零平坦色散PBG-PCF。由于理想結(jié)構(gòu)的PBG-PCF的制作比較困難，提出了一種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的PBG-PCF，數(shù)值結(jié)果表明這種改進(jìn)結(jié)構(gòu)的PBG-PCF也能得到較低的平坦色散特性。最后對(duì)含負(fù)折射率材料的帶隙效應(yīng)光子晶體光纖(NIM-PBGFs)的導(dǎo)光特性和全固體帶隙效應(yīng)光子晶體光纖(AS-PBGFs)的色散特性進(jìn)行了初步的研究，仿真結(jié)果表明：