新型雙芯結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖傳輸特性研究.pdf

1、傳統(tǒng)的雙芯光纖存在制作過程繁瑣，對工藝技術(shù)要求高等缺點，而雙芯光子晶體光纖不僅制作過程相對簡單，而且，還具有良好的耦合特性。被廣泛應用于濾波器、耦合器、偏振分束器，光開關(guān)、傳感器、分插復用器等的研制，具有重要的應用價值。
　　本文設計了三種不同結(jié)構(gòu)的雙芯光子晶體光纖，利用全矢量有限元法、波束傳播法和模式耦合基本理論對雙芯光子晶體光纖的耦合特性、溫度傳感特性以及基于新型雙芯光子晶體光纖在偏振分束器、耦合器、傳感器等方面的應用進行了相

2、關(guān)的研究。
　　本文的具體工作內(nèi)容如下:
　　第一，設計了一種混合空氣孔高保偏雙芯光子晶體光纖，采用全矢量有限元法和模式耦合基本理論對這種光纖的雙折射、耦合長度、色散特性進行數(shù)值模擬研究，并對其在微型偏振分束器和耦合器中的應用進行探討。結(jié)果表明，通過改變光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)，在1.55μm處可獲得1.48×10-2的高雙折射，對應x、y偏振方向的耦合長度分別為79μm和94μm，該光纖出現(xiàn)兩個零色散點，在0.7～1.7μm的波長范圍

3、內(nèi)具有平坦色散特性，此光纖用作偏振分束器的長度為470μm，消光比為70.3 dB，用作耦合器的長度為1032μm。
　　第二，提出了一種基于碲酸鹽玻璃的新型雙芯光子晶體光纖偏振分束器，采用全矢量有限元法、全矢量光束傳播法以及模式耦合基本理論對其特性進行了研究，并與相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的石英玻璃雙芯光子晶體光纖偏振分束器的特性進行了對比。結(jié)果表明，此種偏振分束器有更高的消光比、極低的耦合損耗，在工作波長為1.55μm，光纖長度為441μm

4、時，兩偏振光實現(xiàn)分離，兩個纖芯在x、y方向偏振光的消光比分別達到50.1 dB和53.6 dB，消光比小于-20 dB的帶寬分別為34 nm和36 nm，耦合損耗僅為0.0009dB。
　　第三，研究了一種正八邊形雙芯光子晶體光纖在填充溫敏液體后的溫度特性，采用全矢量有限元法和模式耦合基本理論分析了溫度對其有效折射率、耦合長度、模場分布和限制損耗的影響，計算并分析了具有相同結(jié)構(gòu)參數(shù)的正六邊形光子晶體光纖在波長1.55μm時的限制損