光子晶体光纤超平坦色散特性的研究

利用有效折射率方法的标量近似理论对三角排列的光子晶体光纤超平坦色散特性进行了理论分析和数值模拟,研究发现改变光子晶体光纤包层空气孔半径或空气孔间距可以改变波导色散的特性,从而可以设计在不同波段,不同大小值的超平坦色散。本文的计算和分析可以为设计不同色散特性的光子晶体光纤提供理论依据。

具有高双折射率超平坦色散的压缩椭圆孔光子晶体光纤研究

设计了一种压缩型椭圆孔正方形纤芯光子晶体光纤,采用全矢量有限元法和各向异性介质完美匹配方法对其结构和光学特性进行分析.通过数值建模找到最佳的结构参数,最后的优化结果表明所设计的PCF具有高双折射率,可以达到10-2数量级,且在较宽的通信窗口1.20-1.80μm范围内有着超平坦色散且色散值接近于零色散,这种光纤在密集波分复用,光参数放大,全光信号处理方面有着重要应用.

近零超平坦色散光子晶体光纤的数值分析

利用全矢量有限元法对六重对称的折射率导引型光子晶体光纤的色散特性进行了数值分析。通过优化纤芯折射率、空气孔直径、孔间距得到了良好的近零、超平坦色散特性。数值仿真结果表明在其它参量相同的情况下，纤芯折射率的变化对光子晶体光纤的色散系数有着明显的影响，它决定着色散的平坦程度和所在的波长范围。在优化参量配置的情况下，得到了在常规光通信波长范围内具有近零（-0．4～0.15ps／（km·nm））、超平坦色散特性的光子晶体光纤结构。

新型THz波超平坦色散光子晶体光纤

设计出一种新型的渐变空气孔径THz波超平坦色散光子晶体光纤.应用时域有限差分方法(finite-difference time-domain,FDTD)计算光纤色散,所得结果表明渐变空气孔径光子晶体光纤比孔直径不变光子晶体光纤控制色散的能力更强;且当第三层与第四层空气孔直径相同时,孔直径渐变的光子晶体光纤的色散更趋于平坦,而当空气孔直径取d1=0.85d4,d2=0.95d4,d3=d4(d1,d2,d3,d4分别为包层从内到外空气孔的直径)时,此种光子晶体光纤可以在波长60—65μm(4.61—5THz)范围内将波导色散值控制在-0.1±0.3ps/(km·nm)范围内,得到趋于超平坦色散的、具有很好的束缚THz波的能力和良好的损耗特性的新型THz波光子晶体光纤.

超平坦色散和低损耗的高非线性光子晶体光纤

设计了一种新型的光子晶体光纤(PCF),使其能同时实现高非线性,超平坦色散和低损耗。通过基于全矢量有限元算法的模拟软件COMSOL,分析加了各向异性完美匹配层的八层空气孔光子晶体光纤的有效模场面积,色散特性以及光纤的限制损耗。数值模拟结果指出在波长1.55μm处可获得36.2W-1.km-1的高非线性系数。在1.37～1.70μm共330nm波长范围内,光子晶体光纤的色散值可达到(0.3±0.3)ps/(nm.km),同时限制损耗在1.37～1.62μm波长范围始终低于0.1dB/km。

超平坦低色散多孔芯太赫兹波导的优化设计

以Topas为基材,设计了一种多孔芯折射率引导型超低平坦色散太赫兹微结构聚合物光纤.通过全矢量有限元法结合完美匹配层边界条件,对其有效折射率、约束损耗、有效材料吸收损耗及色散等传输特性进行了分析.结果表明当光纤结构参数选取纤芯椭圆孔的短半轴a=8μm、长半轴b=120μm时,在1.2±0.1 THz的太赫兹频段范围,该光纤呈现一定的低平坦色散特性,其色散值为0.247±0.01 ps/THz/cm,且在频率f=1.2 THz处,其约束损耗和有效材料吸收损耗分别为1.39×10-6 cm-1和0.139 cm-1.所设计光纤呈现的超低损耗和低平坦色散特性以及其简单结构和容易制备等特点将对未来太赫兹波段长距离大容量高速光通信和6G通信技术的发展提供潜在的应用前景.

光子晶体光纤色散特性与结构关系的研究

利用基于多极法的数值模拟软件包对光子晶体光纤色散特性进行数值模拟和分析,发现通过改变包层空气孔直径d和空气孔间距A可以有效地调节光子晶体光纤的色散特性,即短波长零色散、近零超平坦色散和大负色散,得到了三种色散特性随光纤结构变化而变化的规律。

光子晶体光纤的色散特性及其在光通信中的应用

针对光子晶体光纤由于其特殊的几何结构使它具备了很多传统的单模光纤所不具备的奇异的色散特性,如色散可控性、近零超平坦色散、高负色散已及短波反常色散等,讨论了PCF这些色散特性及其在光通信中的应用。

新型太赫兹波塑料光子晶体光纤的色散特性

文章提出一种新型低损耗太赫兹波塑料光子晶体光纤(THz-PPCF)结构,其包层是由两种直径不同的空气孔周期性排列而成。利用时域有限差分法(FDTD)对其色散特性进行了分析。结果表明,通过调节包层中两种空气孔的直径以及晶格常数,可以得到低损耗、超平坦趋于零色散的太赫兹波塑料光子晶体光纤。

光子晶体光纤与光通信相关的奇异色散特性

文章首先阐述光子晶体光纤奇异色散特性的物理成因和理论研究方法,然后重点说明和光通信系统应用领域相关的3种色散特性:短波零色散、近零超平坦色散和能够高效地补偿标准单模光纤正色散的高负色散。

一种阶梯结构的色散平坦光子晶体光纤的研究

以多极法理论为基础,提出了一种阶梯结构的光子晶体光纤。通过改变其内四层的三个结构参量(内两层孔孔径,外两层孔孔径和孔间距),实现色散绝对值在1.1～1.8μm的波段内变化仅为0.05～2ps/(km.nm)的平坦甚至超平坦的特性。在此情况下对其有效模场面积进行数值模拟,充分展示了达到色散平坦和超平坦时,相对于传统光子晶体光纤,此种结构的光纤对芯区内光场的局域能力有很大程度的增强,其有效模场面积可仅为传统光子晶体光纤的1/30。最后,经过大量的数值计算和理论分析,归纳出若要此种阶梯结构的光纤在1.1～1.8μm的波段内达到色散平坦甚至超平坦特性的设计依据。

复合六边形空气孔格点光子晶体光纤的色散特性分析

提出了一种复合六边形空气孔格点光子晶体光纤，其包层是由两种不同大小的空气孔组合而构成的。利用带有良匹配层（APML）吸收边界的全矢量频域有限差分法（FDFD）对其色散特性进行了数值分析。结果表明，通过调节包层中两种不同尺寸的空气孔的大小以及孔间距这三个参量，可以得到不同水平的平坦色散曲线，甚至超低超平坦的色散曲线。在孔间距A取2．1μm，小尺寸空气孔直径取0．5μm，大尺寸空气孔直径取0．8μm的条件下，在1．48～1．78μm的波长范围内得到了0±0．545ps／（km·nm）的色散。