高雙折射光子晶體光纖特性及應(yīng)用研究.pdf

1、與傳統(tǒng)光纖相比，光子晶體光纖具有許多獨(dú)特的特性，無(wú)限單模傳輸、高雙折射、高非線性、大模場(chǎng)面積等特性。PCF在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)的自由度非常大，自1992年被P.St.J.Russell等人提出了以后，在光通信、光傳感等領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注。可以通過(guò)靈活設(shè)計(jì)光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)，從而獲得具有高雙折射特性的PCF，近些年已經(jīng)有越來(lái)越多關(guān)于光子晶體光纖特性和應(yīng)用的研究。
　　本文著重研究了光子晶體光纖的雙折射特性，設(shè)計(jì)了新型的光子晶體光纖結(jié)構(gòu)

2、，基于有限元法，通過(guò)調(diào)整光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)，及改變背景材料，來(lái)實(shí)現(xiàn)光纖的高雙折射。與此同時(shí)，分析了在高雙折射PCF空氣孔中選擇填充溫敏液體時(shí)PCF的雙折射特性隨著溫度的變化關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了較高的溫度靈敏度，可用于高靈敏度PCF溫度傳感器。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)針對(duì)傳統(tǒng)圓形空氣孔光子晶體光纖(PCF)雙折射系數(shù)不大，橢圓空氣孔制作難度較大、成本較高等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種新型的八邊形光子晶體光纖。通過(guò)在纖芯區(qū)域引入類橢圓

3、微型結(jié)構(gòu)來(lái)造成光纖模式的不對(duì)稱性，獲得了較高的高雙折射。計(jì)算結(jié)果表明，通過(guò)設(shè)置合適的結(jié)構(gòu)參數(shù)，在波長(zhǎng)1.55μm處，雙折射高達(dá)4.026×10-2，達(dá)到同類型的橢圓空氣孔PCF，同時(shí)該光纖也在X和Y方向分別獲得62.2W-1·km-1和43.7W-1·km-1高非線性系數(shù)。
　　(2)設(shè)計(jì)了一種基于硫系玻璃的高雙折射光子晶體光纖，該光纖可得到10-1的數(shù)量級(jí)的高雙折射，得到高的非線性系數(shù)和低的限制損耗，使其在偏振控制、非線性光學(xué)及