非均勻光子晶體光纖光柵慢光的研究.pdf

1、隨著人類(lèi)社會(huì)的高速發(fā)展，對(duì)信息量的要求也呈爆炸式增長(zhǎng)，隨之而來(lái)的是對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)容量需求的增長(zhǎng)，而全光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展使得大容量、高速化的通信網(wǎng)成為可能。目前，制約光網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸之一便是全光交換網(wǎng)，而作為全光交換網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)之一的全光緩存技術(shù)便成為目前的研究熱點(diǎn)之一。光纖光柵中的慢光技術(shù)因其實(shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)單、易集成模塊化、可實(shí)現(xiàn)無(wú)畸變的光速減慢的脈沖傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用方面展現(xiàn)了誘人的前景。相比常規(guī)光纖光柵，光子晶體光纖光柵具有更優(yōu)良的特性:更大的

2、設(shè)計(jì)自由度、無(wú)限單模傳輸特性以及敏感的結(jié)構(gòu)可調(diào)色散特性。而切趾和啁啾同樣可以?xún)?yōu)化光柵的結(jié)構(gòu)特性。非均勻光子晶體光纖光柵的出現(xiàn)為光柵慢光的研究打開(kāi)了新的窗口。
　　本文以改進(jìn)的全矢量有效折射率法、耦合模理論和傳輸矩陣法為核心，建立了一套分析非均勻光子晶體光纖光柵慢光的方法。首先利用改進(jìn)的全矢量有效折射率法分析了常規(guī)正六邊形光子晶體光纖的截止特性和色散特性，然后結(jié)合耦合模理論分析了光子晶體光纖結(jié)構(gòu)參量對(duì)光柵慢光的影響，最后引入傳輸矩陣

3、法來(lái)分析高斯切趾和線性啁啾對(duì)其慢光特性的影響。以下是主要工作的概述:
　　1.利用改進(jìn)的全矢量有效折射率法分析光子晶體光纖。結(jié)果表明:常規(guī)六邊形光子晶體光纖實(shí)現(xiàn)單模傳輸?shù)臈l件為占空比d/A＜0.4;增大空氣孔直徑d可以使常規(guī)六邊形光子晶體光纖的第一零色散波長(zhǎng)向短波長(zhǎng)移動(dòng)，而增大空氣孔節(jié)距A可以使其色散第一極大值所在的波長(zhǎng)向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向移動(dòng)。根據(jù)上述的研究結(jié)果，確立了光子晶體光纖的基礎(chǔ)模型。
　　2.以上述光子晶體光纖結(jié)構(gòu)為基準(zhǔn)

4、，結(jié)合耦合模理論，通過(guò)微調(diào)光子晶體光纖結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn):增大空氣孔直徑d可以增大光子晶體光纖光柵的群時(shí)延最大值，即減小其群速度最小值;在占空比d/A為定值時(shí)，減小空氣孔節(jié)距A同樣可以減小其群速度最小值。
　　3.最后，結(jié)合傳輸矩陣法研究高斯切趾和線性啁啾對(duì)光子晶體光纖光柵慢光特性的影響。對(duì)于高斯切趾的光子晶體光纖光柵，當(dāng)直流折射率Δn較大時(shí)，隨著切趾系數(shù)G的增大，群速度最小值與真空光速的比值V先減后增，這就意味著必然存在某個(gè)最佳切趾系數(shù)G