光子晶體光纖的色散與非線性特性研究.pdf

1、光子晶體光纖又稱為微結(jié)構(gòu)光纖，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活，使其具有無(wú)截止單模傳輸、靈活可控的模場(chǎng)面積、色散可控等傳統(tǒng)光纖不可比擬的特性。這些特性使光子晶體光纖在光通信領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。光子晶體光纖可用來(lái)擴(kuò)展光通信的波段，可用于色散補(bǔ)償、全光開(kāi)關(guān)、超連續(xù)譜產(chǎn)生等方面。本文對(duì)光子晶體光纖的色散與非線性特性的理論和實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了研究。主要內(nèi)容如下： ⑴理論上采用矢量波束傳播法（BPM），對(duì)不同結(jié)構(gòu)參量光子晶體光纖的色散和非線性特性進(jìn)行分析。根據(jù)光

2、子晶體光纖的色散值D，有效模場(chǎng)面積Aeff，和非線性系數(shù)γ公式，利用Matlab和R-soft軟件仿真光子晶體光纖結(jié)構(gòu)，分析D，γ與結(jié)構(gòu)參量空氣孔間距∧、空氣孔直徑d之間的關(guān)系。通過(guò)不斷調(diào)整光子晶體光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)，設(shè)計(jì)出一種新型高非線性、色散平坦光子晶體光纖，在接近300nm（1300nm-1600nm）波長(zhǎng)變化范圍內(nèi)，色散值在+0．8～-2．4（ps/km·nm），非線性系數(shù)都大于20（1/w·km）。 ⑵參與基于光子晶體光纖的

3、全光開(kāi)關(guān)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證工作，通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)得光開(kāi)關(guān)的消光比為21．38dB；不含信號(hào)光光路偏振控制器時(shí)，插入損耗為4．77dB；含信號(hào)光光路偏振控制器時(shí)，插入損耗為6．05dB。 ⑶測(cè)量寬帶色散補(bǔ)償光纖在1520-1640nm范圍內(nèi)的色散值。實(shí)現(xiàn)在1550nm處微結(jié)構(gòu)光纖可以完全補(bǔ)償相當(dāng)于其自身長(zhǎng)度70倍的G．652光纖的色散。在對(duì)1550nm完全補(bǔ)償?shù)那闆r下，利用該微結(jié)構(gòu)光纖可以在120nm（1520-1640nm）范圍內(nèi)，補(bǔ)償其自身長(zhǎng)