本文關(guān)鍵詞：光子晶體光纖偏振特性及其濾波器設(shè)計

  更多相關(guān)文章： 光子晶體光纖 有限元法 雙折射 色散 表面等離子體 偏振濾波 單偏振單模

【摘要】：由于光子晶體光纖具有靈活的材料選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計,它具有傳統(tǒng)光纖所不具備的一些特有的光學(xué)性質(zhì),如強非線性效應(yīng)、稀奇的色散特性、高雙折射特性以及無截頻單模傳輸特性等。但是由于制備成本高、引起損耗的因素較多,光子晶體光纖在遠(yuǎn)距離信號傳輸方面沒有優(yōu)勢,人們將其研究及其應(yīng)用的重點放在基于光子晶體光纖的小型光電子器件方面。本文設(shè)計了三種利用其偏振特性的單芯和雙芯的光子晶體光纖,并利用這一特性實現(xiàn)偏振分束、偏振濾波及單模單偏振的功能。論文主要研究內(nèi)容如下:首先,介紹了光子晶體光纖的研究背景及基本特性,概括了光子晶體光纖的主要理論研究方法,給出了基于表面等離子共振光子晶體光纖的理論基礎(chǔ)。其次,依據(jù)正規(guī)波導(dǎo)橫向耦合理論,采用有限元法設(shè)計了一種纖芯不對稱雙芯光子晶體光纖偏振分束器,分析了其傳輸特性及耦合特性。再次,設(shè)計了一種基于覆金孔不對稱光子晶體光纖的偏振濾波器。采用有限元法數(shù)值模擬了其主要光學(xué)特性,通過調(diào)節(jié)其結(jié)構(gòu)參數(shù)研究其在1.05μm和1.31μm處的濾波效果,還研究了改變覆金孔周圍的對稱性對兩個偏振方向的影響,這是一種偏振濾波效應(yīng)的新思路。最后,找到了一種單模單偏振光子晶體光纖的最優(yōu)結(jié)構(gòu),并嘗試?yán)萌N不同基底材料在不同波段實現(xiàn)了單模單偏振操作。采用有限元法模擬其單偏振單模特性,分析其有效折射率及損耗隨波長的變化關(guān)系,以此得到三種不同基底材料的單模單偏振區(qū)域。再分析橢圓孔以及y方向整體壓縮對單模單偏振區(qū)域的影響。研究不僅包含了通信中常用的低損耗波段,還將單模單偏振波段擴展到中紅外。這些對于中紅外波段新型光子器件的研發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：光子晶體光纖 有限元法 雙折射 色散 表面等離子體 偏振濾波 單偏振單模
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN253;TN713
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 緒論9-21
• 1.1 光子晶體光纖概述9-13
• 1.1.1 光子晶體光纖研究背景9
• 1.1.2 光子晶體光纖簡介9-10
• 1.1.3 光子晶體光纖特性10-12
• 1.1.4 光子晶體光纖理論研究方法12-13
• 1.2 基于表面等離子體共振光子晶體光纖理論基礎(chǔ)13-16
• 1.2.1 表面等離子體簡介13-15
• 1.2.2 表面等離子體共振原理15-16
• 1.3 光子晶體光纖的拉制與應(yīng)用16-20
• 1.3.1 光子晶體光纖的拉制16-18
• 1.3.2 光子晶體光纖的應(yīng)用18-20
• 1.4 論文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排20-21
• 第2章 不對稱雙芯光子晶體光纖偏振分束特性研究21-33
• 2.1 正規(guī)波導(dǎo)橫向耦合理論21-23
• 2.2 金覆膜不對稱雙芯光子晶體光纖偏振分束特性研究23-31
• 2.2.1 金覆膜不對稱雙芯光子晶體光纖結(jié)構(gòu)和模場分布23-25
• 2.2.2 金覆膜不對稱雙芯光子晶體光纖傳輸特性25-27
• 2.2.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對金覆膜不對稱雙芯光子晶體光纖偏振分束效果的影響27-31
• 2.3 本章小結(jié)31-33
• 第3章 基于覆金孔不對稱光子晶體光纖偏振濾波特性的研究33-43
• 3.1 引言33-34
• 3.2 一種覆金孔不對稱光子晶體光纖濾波器的設(shè)計34-35
• 3.3 金覆膜光子晶體光纖基本特性及分析35-41
• 3.3.1 基本特性35-38
• 3.3.2 影響偏振濾波的因素38-41
• 3.4 本章小結(jié)41-43
• 第4章 基于三種材料單模單偏振光子晶體光纖的設(shè)計43-50
• 4.1 引言43-44
• 4.2 一種氣孔矩形排列單模單偏振光子晶體光纖的設(shè)計44-45
• 4.3 模擬結(jié)果與討論45-49
• 4.3.1 橢圓孔及空氣孔y方向整體壓縮對單偏振單模區(qū)域的影響46-47
• 4.3.2 以三種材料為基底的光子晶體光纖單模單偏振區(qū)域47-49
• 4.4 本章小結(jié)49-50
• 結(jié)論50-52
• 參考文獻(xiàn)52-58
• 攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果58-60
• 致謝60

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本文編號：1117958