雙芯光子晶體光纖耦合器特性的數(shù)值模擬研究.pdf

1、光纖耦合器是一種可完成光的傳輸、耦合、分束、干涉以及波分復用等許多功能的無源光纖器件,在光纖通信、傳感及信號處理等方面有廣泛的應用。本論文在光纖耦合器工作原理的基礎上,分析了對稱和非對稱雙芯光子晶體光纖耦合器的耦合特性。提出了優(yōu)化對稱雙芯光子晶體光纖耦合器耦合性能的兩種方法,并且模擬了一種寬帶非對稱雙芯寬帶光子晶體光纖耦合器,實現(xiàn)了波長400nm范圍內(nèi)耦合比偏差小于4％的寬帶特性。
　　第一章首先闡述了光纖耦合器的基本原理,接著介

2、紹了光子晶體光纖結(jié)構(gòu)以及光子晶體光纖耦合器的發(fā)展現(xiàn)狀。最后就本論文主要內(nèi)容作了概述。
　　第二章首先介紹了光子晶體光纖的無截止單模傳輸、大模場傳輸、可調(diào)色散、高雙折射以及高非線性等特性及其相關(guān)應用。然后概述了幾種數(shù)值模擬光子晶體光纖傳播特性的方法,最后分別具體介紹了多極法、有限元法以及光束傳播法三種數(shù)值計算方法以及相關(guān)仿真軟件CUDOS、COMSOL和BeamPROP。
　　第三章首先介紹對稱雙芯光子晶體光纖耦合器的結(jié)構(gòu),通

3、過有限元法數(shù)值計算到耦合器中激勵出的偶模和奇模,然后通過偶模和奇模的傳播常數(shù)得出各偏振態(tài)的耦合系數(shù)、耦合長度以及耦合比,最后提出了優(yōu)化對稱雙芯光子晶體光纖耦合器耦合性能的兩種方法,并用光束傳播法軟件進行仿真。
　　第四章首先介紹了一種新型非對稱雙芯光子晶體光纖耦合器結(jié)構(gòu),接著通過有限元法分析耦合器的耦合性能以及耦合臂的分光比,然后用光束傳播法軟件進行仿真比較。數(shù)值模擬結(jié)果表明該耦合器具有在400nm范圍內(nèi)耦合比偏差小于4％的寬帶效