光子晶體光纖特性分析及其在光濾波器中的應(yīng)用.pdf

1、本文利用全矢量有限單元法研究了光子晶體光纖的高雙折射和色散特性，分析了光子晶體光纖在不同空氣孔形狀、大小和間距情況下雙折射性和色散特性的變化。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種雙折射值與工作波長(zhǎng)近似成平方關(guān)系的PCF，利用該P(yáng)CF實(shí)現(xiàn)了一種具有一致信道間隔的Sagnac干涉儀型光濾波器。
　　 本文的具體工作內(nèi)容如下：
　　 第一，采用全矢量有限單元法對(duì)內(nèi)包層引入兩層橢圓空氣孔三角形柵格結(jié)構(gòu)高雙折射光子晶體光纖的相雙折射，群雙折射以及

2、色散特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明其在1550nm附近可以獲得10-3數(shù)量級(jí)的相雙折射和趨近于0的群雙折射，并且在通信窗口1550nm附近可以獲得帶寬超過(guò)400nm的平坦色散區(qū)域。
　　 第二，采用全矢量有限單元法對(duì)纖芯附近引入兩個(gè)小圓空氣孔三角形柵格結(jié)構(gòu)高雙折射光子晶體光纖的相雙折射和色散特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。模擬結(jié)果表明其在長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有10-3量級(jí)的相雙折射，在此基礎(chǔ)上，對(duì)不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的該結(jié)構(gòu)光子晶體光纖的相雙折射隨工作

3、波長(zhǎng)的變化曲線進(jìn)行了二次擬合，得到了二次擬合特性最優(yōu)的光子晶體光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)。其二次項(xiàng)系數(shù)比一次方項(xiàng)系數(shù)的絕對(duì)值高了7個(gè)數(shù)量級(jí)，可以近似認(rèn)為相雙折射值與波長(zhǎng)成平方關(guān)系；并且通過(guò)優(yōu)化該光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以設(shè)計(jì)出寬帶超過(guò)780nm的近零平坦色散光子晶體光纖，其色散系數(shù)的絕對(duì)值變化│△D│<±2.5ps/㎞/nm。
　　 第三，采用全矢量有限單元法對(duì)纖芯附近引入四個(gè)小圓空氣孔橢圓空氣孔包層結(jié)構(gòu)高雙折射光子晶體光纖的相雙折射和群雙折射特性

4、進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬結(jié)果表明這種光子晶體光纖的雙折射是由纖芯附近引入四個(gè)小圓空氣孔和橢圓空氣孔包層這兩種不對(duì)稱因素共同作用的結(jié)果；接著，把該光纖包層中最內(nèi)層的空氣孔的位置分別向里和向外移動(dòng)了5％人，并對(duì)空氣孔位置波動(dòng)后的模型進(jìn)行了數(shù)值仿真，根據(jù)仿真結(jié)果可以推得在制作過(guò)程中不可避免的空氣孔位置波動(dòng)不會(huì)影響該光纖的雙折射特性。
　　 第四，介紹了一種具有一致信道間隔的Sagnac干涉儀型光濾波器的設(shè)計(jì)方法，該濾波器是通過(guò)設(shè)計(jì)光子晶體