光子晶体光纤的色散特性分析(英文)

采用有效折射率模型分析了光子晶体光纤的色散特性 ,并给出了无限大空气玻璃微结构中基模的本征方程 .分析结果表明光子晶体光纤具有奇异的色散特性 ,能在极大的波长范围内支持单模传输 ,在单模工作时可以具有反常波导色散 .同时通过调整光子晶体光纤的结构参数 (包括空气孔径和孔间距 )可以移动零色散点的位置 .

光子晶体光纤与普通单模光纤之间耦合损耗的理论分析

利用有效折射率模型对光子晶体光纤与普通单模光纤的耦合损耗进行了理论分析,得到了耦合损耗与光子晶体光纤结构参量、波长之间的依赖关系,确定了取得最优耦合的光子晶体光纤的结构参量。

光子晶体光纤模式截止特性的理论分析

“无限单模传输”特性是光子晶体光纤最引人注目的特性, Birks等用有效折射率模型对其进行了合理的解释,但定量分析误差很大,而且由于进行了标量近似,填充比较大时不适用。我们仍采用该法,但作了改进。(1)有效纤芯半径和二阶模截止的归一化频率的选取更准确; (2)采用了全矢量方法．研究了光子晶体光纤的模式截止特性,得到了在不同结构参量下归一化频率与相对波数的依赖关系和二阶模截止的相对波数与结构参量的依赖关系,并由后一关系曲线及其渐近线将光子晶体光纤的工作区域划分为无限单模、单模和多模区域。结果与其它数值方法的结果一致性很好,而且方法较其它方法更为简便。

光子晶体光纤宏弯曲损耗特性的理论分析

利用有效折射率模型对全内反射型光子晶体光纤的宏弯曲损耗特性进行了理论研究,分析了光子晶体光纤的结构参量和弯曲半径对其宏弯曲损耗谱的影响,计算了某些结构参量的光子晶体光纤在1.55μm波长处的临界弯曲半径。研究表明,光子晶体光纤的弯曲损耗特性与其结构参量密切相关。

基于液晶填充的全内反射型光子晶体光纤的温度传感特性

在实心光子晶体光纤包层的空气柱中填充向列相液晶,选用液晶的折射率在所研究的温度和波长范围内小于光纤背景玻璃的折射率,形成全内反射型光子晶体光纤。采用空间填充基模折射率法求得填充液晶包层的有效折射率,用阶跃有效折射率模型研究了液晶填充光子晶体光纤的温度传感特性,并进行了数值计算。结果表明,液晶填充全内反射型光子晶体光纤的有效折射率和等效芯半径随温度升高而增大,在温度接近液晶相变点附近增大更快,二阶模截止波长随温度升高而减小,在温度接近液晶相变点附近减小更快。

光子晶体光纤色散特性的理论研究

利用矢量有效折射率法对全内反射型光子晶体光纤的色散特性进行了系统的理论研究,着重分析了光子晶体光纤的结构参量对其色散特性的影响,提出了3种有重要应用价值的光子晶体光纤结构参量设计方案,这些设计方案的提出对于促进光子晶体光纤在光纤通信系统中的应用具有重要意义。

光子晶体光纤结构的变化对场传输特性影响的研究

应用有效折射率模型和传统经验关系相结合的方法研究不同结构的光子晶体光纤(PCF)传输特性.通过改变光子晶体光纤的结构参数,从而得到不同的纤芯有效半径aeff和占空比d/Λ.分析纤芯有效半径和占空比不同情况下的光子晶体光纤的归一化频率、包层有效折射率、纤芯有效折射率和数值孔径随波长的变化规律.再以纤芯有效折射率为例,将该方法的计算结果和有限元法的计算结果进行对比分析,结果表明在占空比小于0.4且纤芯有效半径小于1.1547时,全波长范围内两种方法计算结果的绝对误差数量级为10-3.随着占空比和纤芯有效半径的增大,两种计算结果的绝对误差也逐渐增大.