準晶體結構光纖特性研究.pdf

1、本文研究了準晶體結構光纖的傳輸特性。首先闡述了準晶體結構光纖是在光子晶體光纖的理論基礎上提出的，介紹了準晶體結構光纖的基本特性，數(shù)值分析方法，制備方法以及國內(nèi)外研究進展；隨后分析了各結構參量的改變對準晶體結構光纖損耗、非線性和色散特性的影響，并與三角格子光子晶體光纖相比較；而后優(yōu)化光纖性能，設計出一種具有大模場面積的近零平坦色散準晶體結構光纖；最后，將雙芯結構應用于準晶體結構光纖設計了一種新的光纖結構，可用于色散補償。主要研究內(nèi)容包括：

2、
　　 1、建立分析模型，基于有限元方法對全內(nèi)反射型準晶體結構光纖進行數(shù)值模擬和模式分析。單獨改變空氣孔直徑、空氣孔間距、空氣孔層數(shù)等結構參量，研究其對準晶體結構光纖的模式有效折射率、限制性損耗、有效模場面積、非線性系數(shù)以及色散系數(shù)的影響，找出其中的變化規(guī)律，并從理論上做出解釋。
　　 2、對準晶體結構光纖與三角格子光子晶體光纖的傳輸特性進行比較。指出準晶體結構光纖傳輸性能的優(yōu)越性，以及光纖結構的差異對傳輸特性的影響。<

3、br>　　 3、提出了設計色散平坦準晶體結構光纖的方法，1495nm至1750nm范圍內(nèi)得到了0.09±0.20 ps·nm-1·km-1的近零超平坦色散；進一步優(yōu)化光纖性能，設計出一種大模場面積的色散平坦準晶體結構光纖，在1450nm至1650nm范圍內(nèi)可獲得0±3.0ps·nm-1·km-1的平坦色散，在1550nm處的色散系數(shù)為-0.09ps·nm-1·km-1，有效模場面積達112μm2，非線性系數(shù)為0.94km-1．W-1，

4、傳輸性能良好。
　　 4、將同軸的雙芯結構與準晶體結構相結合，設計了一種雙芯準晶體結構光纖用于色散補償。利用內(nèi)纖芯與環(huán)形外纖芯中光波的耦合效應，可在相位匹配波長附近獲得很高的負色散值。通過數(shù)值模擬研究了光纖內(nèi)包層孔直徑、外纖芯孔直徑、外包層孔直徑、孔間距以及內(nèi)包層空氣孔層數(shù)的變化對光纖色散特性的影響。并協(xié)調相位匹配波長、色散峰值、半峰全寬、色散-帶寬乘積之間的關系，優(yōu)化光纖性能。最終在通信波段1550nm低損耗窗口，設計出一種性