大模場(chǎng)光子晶體光纖研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的深入發(fā)展,各種新型的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷涌現(xiàn);而光纖傳輸技術(shù)因其無(wú)可比擬的高速、大容量等優(yōu)點(diǎn),使其在各種傳輸技術(shù)中獨(dú)占鰲頭。據(jù)統(tǒng)計(jì),當(dāng)今世界80％的信息量都是通過(guò)光纖傳送網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送的,因此光纖通信技術(shù)已成為人們的重要通信手段。現(xiàn)今,光纖傳輸技術(shù)正朝著高速率、大容量、超長(zhǎng)距離的方向發(fā)展。據(jù)報(bào)道,在實(shí)驗(yàn)室中達(dá)到的最高傳輸容量已為10Tb/s之多(42.7Gb/s×256)。伴隨著人們對(duì)信息傳輸?shù)木薮笮枨蠹肮饫w通信技術(shù)的迅猛發(fā)展,

2、新型光纖技術(shù)、新型波分復(fù)用技術(shù)、新型光纖放大器與激光器技術(shù)則是不斷出現(xiàn)。隨著各種傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)的鋪設(shè)和迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)—光纖技術(shù)和產(chǎn)業(yè)也日新月異。光子晶體光纖技術(shù)是一種全新的光纖技術(shù),其在最近幾年獲得了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的特別重視,并逐步成為新型光纖技術(shù)最前沿、最熱點(diǎn)的研究領(lǐng)域。本文的主要研究工作是研究光子晶體光纖的模場(chǎng)面積特性及其實(shí)現(xiàn)大模場(chǎng)的方法。本文在闡述了光子晶體光纖奇特性能的基礎(chǔ)上,對(duì)其性能原理—電磁場(chǎng)理論作了深入的分析。在

3、各種數(shù)值仿真方法中,本文利用多極法和等效折射率法對(duì)不同結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖進(jìn)行了電磁場(chǎng)仿真計(jì)算,總結(jié)出了影響光子晶體光纖模場(chǎng)面積的各種幾何結(jié)構(gòu)參數(shù),而后分析了模場(chǎng)面積與光纖損耗、數(shù)值孔徑、非線性系數(shù)和單模特性之間的約束關(guān)系;最后在綜合考慮各種因素的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)出了具有一定實(shí)用參考價(jià)值的無(wú)源大模場(chǎng)單模光子晶體光纖。帶隙型光子晶體光纖是一種重要的光子晶體光纖,其在各種光電器件中有重要的潛在應(yīng)用,特別是摻鉺微結(jié)構(gòu)光纖,其在光纖放大器與光纖激光器

4、領(lǐng)域已獲得巨大成功。帶隙型光纖與全內(nèi)反射型光纖的特性也存在著重要的差異,本文對(duì)帶隙型大模場(chǎng)光子晶體光纖進(jìn)行了仿真計(jì)算,并模擬仿真了其結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)其模場(chǎng)面積和束縛損耗的影響。因帶隙型光子晶體光纖的制作工藝較傳統(tǒng)光纖高許多,故其一直是阻礙大規(guī)模商用的難點(diǎn)。最后,本文對(duì)與上海中電23所聯(lián)合試制的大模場(chǎng)無(wú)源光子晶體光纖模場(chǎng)面積進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。鑒于測(cè)定光纖模場(chǎng)面積的實(shí)驗(yàn)方案較少且實(shí)驗(yàn)方法與裝置復(fù)雜等因素,本文采用了較為簡(jiǎn)化且精確的測(cè)試方案。這為以后