FDTD法在保偏光纖中的應(yīng)用.pdf

1、保偏光纖近二十年的發(fā)展使其在光纖傳感技術(shù)、相干光通信和高速通信系統(tǒng)中被廣泛采用，偏振保持光纖傳輸線偏振光，用于航天、航空、航海、工業(yè)制造技術(shù)及通信等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。在以光學(xué)相干檢測(cè)為基礎(chǔ)的干涉型光纖傳感器中，使用保偏光纖能夠保證線偏振光偏振方向不變，提高相干信噪比，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的高精度測(cè)量，具有十分廣闊的應(yīng)用前景。 隨著對(duì)保偏光纖研究及制造工藝的深入，產(chǎn)生了適應(yīng)各種需求的保偏光纖，比如：類矩形保偏光纖和保偏光子晶體光纖等都

2、是新型的保偏光纖。保偏光纖的結(jié)構(gòu)相比于其他普通單模光纖較為復(fù)雜，研究其光場(chǎng)分布也較之困難，探討光場(chǎng)分析的方法就顯得尤為重要。本文的重要工作和創(chuàng)新之處可以歸納為以下幾點(diǎn)：1.綜述了保偏光纖在光通信、光纖傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用。著重闡述了保偏光纖的發(fā)展歷程以及改進(jìn)之處；討論了保偏光纖結(jié)構(gòu)上的發(fā)展。 2.從理論上分析了保偏光纖的雙折射原理和特點(diǎn)，主要是從光纖折射率分布的各向異性分析其結(jié)構(gòu)特性，并介紹了保偏光纖的兩個(gè)特性參數(shù)：消光比和拍長(zhǎng)。同

3、時(shí)從幾何形狀致偏和應(yīng)力感應(yīng)致偏兩個(gè)角度將現(xiàn)有的幾種保偏光纖加以分類。 3.概述了現(xiàn)有的幾種分析保偏光纖的方法。解析法主要包括WKB法、Raylei曲-Ritz法、冪級(jí)數(shù)展開法、微擾法； 數(shù)值方法主要有：有限元法、矩量法和時(shí)域有限差分法(FDTD)。由于時(shí)域有限差分法對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)的分析呈現(xiàn)出顯著的優(yōu)點(diǎn)，本文重點(diǎn)對(duì)時(shí)域有限差分法進(jìn)行研究，分析了Maxwell方程的差分表示以及Yee氏網(wǎng)格，對(duì)FDTD法中的數(shù)值色散、吸收邊界條