光子晶體光纖特性及應(yīng)用研究.pdf

1、光子的傳輸特性是電子所無(wú)法比擬的，為解決通信系統(tǒng)中的“電子瓶頸”問(wèn)題，光子晶體迅速成為人們研究的熱點(diǎn)。光子晶體最大的特點(diǎn)是存在光子帶隙，頻率落在光子帶隙內(nèi)的電磁波不能在光子晶體中傳播，因而具有阻光性，能夠很好的控制光在介質(zhì)中傳輸。光子晶體光纖是將光子晶體結(jié)構(gòu)引入光纖中而制成的新型光纖。 光子晶體光纖的導(dǎo)光機(jī)制不同于傳統(tǒng)光纖，可以分成兩種：一種借鑒傳統(tǒng)階躍光纖的導(dǎo)光機(jī)理用全反射原理對(duì)這種光纖進(jìn)行解釋；另一種利用光子帶隙效應(yīng)來(lái)解釋，

2、它是利用光子晶體光纖中存在的光子頻率禁帶效應(yīng)來(lái)導(dǎo)光的，落在頻率禁帶范圍內(nèi)的光不能在光子晶體光纖中傳播。光子晶體光纖以其特殊的光學(xué)特性正成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，如：無(wú)盡單模特性、色散平坦特性、大模場(chǎng)面積、高非線性等。光子晶體光纖的進(jìn)一步研究將使光纖通信系統(tǒng)產(chǎn)生革命性的變化。 本文采用等效折射率這一理論模型基于標(biāo)量近似理論對(duì)光子晶體光纖的傳播模式和色散特性進(jìn)行了數(shù)值模擬，發(fā)現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)光子晶體光纖包層的空氣孔填充率或包層空氣孔節(jié)距大小及

3、有效芯徑可以在很寬的波長(zhǎng)范圍實(shí)現(xiàn)單模傳播。在單模工作時(shí)光子晶體光纖可以具有反常波導(dǎo)色散，這是普通階躍折射率光纖無(wú)法做到的，同時(shí)通過(guò)調(diào)整光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)可以移動(dòng)零色散點(diǎn)的位置，這些特性預(yù)示著光子晶體光纖具有諸多潛在應(yīng)用，并且討論了大空氣孔光子晶體光纖的特性及其在色散補(bǔ)償中的應(yīng)用。分析還表明，光子晶體光纖可以將光波場(chǎng)很好地限制在纖芯中傳播。由于包層區(qū)域的獨(dú)特構(gòu)成，使其具有模場(chǎng)面積可靈活改變的特性。 最后利用光束傳播法對(duì)雙芯光子