【摘要】：光子晶體光纖(photonic crystal fiber,PCF)又被叫做微結(jié)構(gòu)的光纖，該光纖靈活的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得它具有普通光纖所沒有的特殊特性，在光通信、醫(yī)療、工業(yè)等很多領(lǐng)域都有著廣闊的應(yīng)用空間，近幾年來逐漸成為光纖領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。其中，對PCF色散的研究是目前光纖研究的重要領(lǐng)域之一，文章分別從理論和數(shù)值模擬對PCF的色散特性進(jìn)行了研究，其主要內(nèi)容設(shè)計(jì)如下: 首先，從PCF的背景和發(fā)展的現(xiàn)狀出發(fā)，分析了光纖的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，，介紹了不同結(jié)構(gòu)光纖的分類。還介紹了該光纖兩種導(dǎo)光原理和拉制方法，以及在各領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，重點(diǎn)介紹了光子晶體光纖的色散特性。 其次，文章在前人的理論基礎(chǔ)之上，運(yùn)用有效折射率法對PCF的色散系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，概述了有效折射率法和多極法的基本理論原理。文章重點(diǎn)分析這兩種計(jì)算方法對PCF的色散特性的研究。 最后，基于當(dāng)前較新、相對精度較高的多極化方法編程計(jì)算的CUDOS應(yīng)用軟件包為標(biāo)準(zhǔn)，將有效折射率法模擬結(jié)果與上述結(jié)果進(jìn)行對比。通過比較兩種方法的模擬結(jié)果分析得，由于有效折射率法中纖芯半徑的等效取值不同導(dǎo)致其仿真結(jié)果與多極法結(jié)果存在一定的誤差。文章通過改變有效折射率法中纖芯半徑的不同取值找到能夠與多極法模擬結(jié)果誤差最小的值，從而總結(jié)出不同結(jié)構(gòu)光纖有效纖芯半徑的選取原則。為色散平坦光纖的研究提供了理論基礎(chǔ)。
【圖文】：

圖 1-1 光子晶體空間結(jié)構(gòu)示意圖 光子晶體光纖簡介及分類光子晶體光纖[8]又叫做微結(jié)構(gòu)光纖和多孔光纖。在 1992 年由S .T.Russell提出來的。PCF某方向上連續(xù)造成缺陷，并利用其能夠限制光的特點(diǎn)，進(jìn)而使某一波長范圍內(nèi)的光被限內(nèi)沿纖芯傳播，從而形成能夠?qū)Ч獾牟▽?dǎo)。PCF 與普通光纖不同的是，該光纖空氣孔排大小都是可以根據(jù)需要控制的，因此研究人員可根據(jù)具體的需要來設(shè)計(jì)光纖的結(jié)構(gòu)。Ncience 雜志也曾多次報(bào)道[9]。PCF 纖芯區(qū)為實(shí)芯材料時(shí)內(nèi)部的折射率比包層高，此時(shí)可等效看作階躍型光纖；當(dāng)纖芯時(shí)內(nèi)部的折射率就比包層低，根據(jù)光子帶隙模型來導(dǎo)光。PCF 根據(jù)上述傳輸光的原理不大類：一是全內(nèi)反射型 PCF；二是光子帶隙型 PCF。具體分類如下圖所示：

圖 1-1 光子晶體空間結(jié)構(gòu)示意圖.2 光子晶體光纖簡介及分類光子晶體光纖[8]又叫做微結(jié)構(gòu)光纖和多孔光纖。在 1992 年由S .T.Russell提出來的。PCF 是料某方向上連續(xù)造成缺陷，并利用其能夠限制光的特點(diǎn)，進(jìn)而使某一波長范圍內(nèi)的光被限制陷內(nèi)沿纖芯傳播，從而形成能夠?qū)Ч獾牟▽?dǎo)。PCF 與普通光纖不同的是，該光纖空氣孔排列和大小都是可以根據(jù)需要控制的，因此研究人員可根據(jù)具體的需要來設(shè)計(jì)光纖的結(jié)構(gòu)。Nat Science 雜志也曾多次報(bào)道[9]。PCF 纖芯區(qū)為實(shí)芯材料時(shí)內(nèi)部的折射率比包層高，此時(shí)可等效看作階躍型光纖；當(dāng)纖芯區(qū)氣時(shí)內(nèi)部的折射率就比包層低，根據(jù)光子帶隙模型來導(dǎo)光。PCF 根據(jù)上述傳輸光的原理不同兩大類：一是全內(nèi)反射型 PCF；二是光子帶隙型 PCF。具體分類如下圖所示：
【學(xué)位授予單位】：山西師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：O734;TN253

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2542958