光子晶體光纖的雙折射和偏振耦合特性研究.pdf

1、光纖通信已成為現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)的主要載體，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)信息的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大，這將會(huì)大大推動(dòng)光纖技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步。早在10多年以前人們就提出了光子晶體光纖的概念并隨之就有實(shí)驗(yàn)方面的報(bào)道，目前已有光子晶體光纖投入使用。雖然應(yīng)用屬于初步卻顯示了相當(dāng)大的應(yīng)用潛力，它將把光纖技術(shù)推向新的高峰。光子晶體光纖有著傳統(tǒng)光纖無法比擬的優(yōu)越性，它具有很多奇異的特性，如無截止單模傳輸、可控色散、靈活非線性以及高雙折射等，因此近年來光子晶體光纖引起了國(guó)

2、內(nèi)外廣泛的關(guān)注，在近幾年里迅速發(fā)展成為光纖通信、光纖傳感和光電器件領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
　　 論文第一部分中主要研究了光子晶體光纖的雙折射特性。論文詳細(xì)地介紹了光波導(dǎo)器件計(jì)算機(jī)模擬中常用的平面波展開法和光束傳播法的原理公式和數(shù)值處理方法，并針對(duì)本文所討論的光纖結(jié)構(gòu)做了相應(yīng)的改進(jìn)：介紹了光纖中的雙折射現(xiàn)象，然后使用平面波展開法對(duì)光子晶體光纖的雙折射特性做了一些研究。文中分別研究了了引起光纖非全局雙折射的和全局雙折射的因素，并結(jié)合了

3、引起非全局雙折射的和全局雙折射的這兩種因素，得到一種具有改進(jìn)的全局雙折射的高雙折射光子晶體光纖，該結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖的雙折射值在1.3～1.69μm波長(zhǎng)范圍范圍內(nèi)可以達(dá)到10-2量級(jí)。
　　 論文第二部分主要研究了雙芯光子晶體光纖的耦合特性。文中介紹了光纖耦合理論及光纖耦合器在光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用以及雙芯光子晶體光纖用于耦合器時(shí)存在的偏振依賴性，并說明了減弱光纖耦合器的偏振依賴性的方法。利用平面波展開法和光束傳播法對(duì)雙芯光子晶體光纖

4、的耦合特性進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，得出了雙芯光子晶體光纖的耦合長(zhǎng)度隨波長(zhǎng)空氣孔半徑等變化的一般規(guī)律。并數(shù)值仿真了一種用低摻雜的材料填充包層的空氣柱的雙芯光子晶體光纖耦合器，通過降低芯區(qū)與包層的有效折射率差，從而來減弱耦合器的偏振依賴性。數(shù)值仿真的結(jié)果表明，通過替換包層空氣柱為低摻雜材料，我們可以得到在一種偏振無關(guān)耦合器。這種偏振無關(guān)耦合器在很高帶寬范圍內(nèi)具有很低的串?dāng)_，而且這種偏振無關(guān)耦合器還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)，在光傳輸系統(tǒng)中尤其是全