準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖特性研究.pdf

1、本文研究了準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖的傳輸特性。首先闡述了準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖是在光子晶體光纖的理論基礎(chǔ)上提出的，介紹了準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖的基本特性，數(shù)值分析方法，制備方法以及國內(nèi)外研究進(jìn)展；隨后分析了各結(jié)構(gòu)參量的改變對(duì)準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖損耗、非線性和色散特性的影響，并與三角格子光子晶體光纖相比較；而后優(yōu)化光纖性能，設(shè)計(jì)出一種具有大模場(chǎng)面積的近零平坦色散準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖；最后，將雙芯結(jié)構(gòu)應(yīng)用于準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖設(shè)計(jì)了一種新的光纖結(jié)構(gòu)，可用于色散補(bǔ)償。主要研究內(nèi)容包括：

2、
　　 1、建立分析模型，基于有限元方法對(duì)全內(nèi)反射型準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖進(jìn)行數(shù)值模擬和模式分析。單獨(dú)改變空氣孔直徑、空氣孔間距、空氣孔層數(shù)等結(jié)構(gòu)參量，研究其對(duì)準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖的模式有效折射率、限制性損耗、有效模場(chǎng)面積、非線性系數(shù)以及色散系數(shù)的影響，找出其中的變化規(guī)律，并從理論上做出解釋。
　　 2、對(duì)準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖與三角格子光子晶體光纖的傳輸特性進(jìn)行比較。指出準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖傳輸性能的優(yōu)越性，以及光纖結(jié)構(gòu)的差異對(duì)傳輸特性的影響。<

3、br>　　 3、提出了設(shè)計(jì)色散平坦準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖的方法，1495nm至1750nm范圍內(nèi)得到了0.09±0.20 ps·nm-1·km-1的近零超平坦色散；進(jìn)一步優(yōu)化光纖性能，設(shè)計(jì)出一種大模場(chǎng)面積的色散平坦準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖，在1450nm至1650nm范圍內(nèi)可獲得0±3.0ps·nm-1·km-1的平坦色散，在1550nm處的色散系數(shù)為-0.09ps·nm-1·km-1，有效模場(chǎng)面積達(dá)112μm2，非線性系數(shù)為0.94km-1．W-1，

4、傳輸性能良好。
　　 4、將同軸的雙芯結(jié)構(gòu)與準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)相結(jié)合，設(shè)計(jì)了一種雙芯準(zhǔn)晶體結(jié)構(gòu)光纖用于色散補(bǔ)償。利用內(nèi)纖芯與環(huán)形外纖芯中光波的耦合效應(yīng)，可在相位匹配波長附近獲得很高的負(fù)色散值。通過數(shù)值模擬研究了光纖內(nèi)包層孔直徑、外纖芯孔直徑、外包層孔直徑、孔間距以及內(nèi)包層空氣孔層數(shù)的變化對(duì)光纖色散特性的影響。并協(xié)調(diào)相位匹配波長、色散峰值、半峰全寬、色散-帶寬乘積之間的關(guān)系，優(yōu)化光纖性能。最終在通信波段1550nm低損耗窗口，設(shè)計(jì)出一種性