發(fā)布時(shí)間：2020-10-27 03:50

　　 光子晶體光纖(Pohotonic Crystal Fiber,PCF)的成功研制和應(yīng)用在光通訊領(lǐng)域引起了極大的轟動(dòng)。各種結(jié)構(gòu)和性能的光子晶體光纖應(yīng)運(yùn)而生,被廣泛的應(yīng)用在制造優(yōu)異的光學(xué)器件上,優(yōu)化和設(shè)計(jì)出更高性能的光子晶體光纖已經(jīng)成為光通訊領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。光子晶體光纖相比于傳統(tǒng)光纖,有無(wú)截止的單模傳輸、極低的損耗、高的非線性系數(shù)、可調(diào)節(jié)的色散等優(yōu)良特性,而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的靈活性更加使光子晶體光纖成為光纖研究領(lǐng)域的寵兒。本文提出了基于有限元理論的兩種具有高雙折射的光子晶體光纖及準(zhǔn)光子晶體光纖和一種基于耦合模式理論的七芯準(zhǔn)光子晶體光纖。本論文主要包括三方面工作:首先,研究了一種基于微型孔纖芯結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖,它是采用在光纖的纖芯引入了7組納米級(jí)的微型孔結(jié)構(gòu),通過(guò)模擬仿真得到,增大微型孔的直徑D和增大微型孔之間的孔間距H時(shí),都會(huì)提高光纖的雙折射,而微型孔組與組之間的間距的增大或者減小對(duì)光纖的雙折射影響不大。其次,通過(guò)對(duì)纖芯周邊空氣孔的位置進(jìn)行排列,設(shè)計(jì)了一種十二邊形高雙折射準(zhǔn)光子晶體光纖結(jié)構(gòu),它的纖芯被內(nèi)層的空氣孔包圍形成了在y軸方向呈橢圓形狀分布的結(jié)構(gòu)。研究發(fā)現(xiàn),在通訊窗口1.31和1.55μm處它的雙折射系數(shù)都可以達(dá)到10~(-2)量級(jí),與同量級(jí)的橢圓空氣孔的光子晶體光纖相比較,該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,更容易在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行拉制。最后,設(shè)計(jì)了一種六重對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的多芯準(zhǔn)光子晶體光纖,它是通過(guò)去掉包層最中間的和第三層的六個(gè)非相鄰排列的空氣孔組成的七芯纖芯。通過(guò)模擬研究,發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)具有較短的耦合長(zhǎng)度,并且通過(guò)減小孔間距、占空比、纖芯折射率和纖芯直徑,耦合長(zhǎng)度都會(huì)相應(yīng)的變短。
【學(xué)位單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN253
【部分圖文】：

成斷裂和損傷，延長(zhǎng)了使用壽命。準(zhǔn)晶材料已經(jīng)被廣泛用在了眼外科手術(shù)中的微細(xì)針頭、高硬度的刀具、不粘鍋器具和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的制造上等等。對(duì)于準(zhǔn)晶的探究還在繼續(xù)，因此這種材料的應(yīng)用仍有很大的發(fā)展空間，下圖1-3所示為五重對(duì)稱(chēng)準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)示意圖：圖1-3五次對(duì)稱(chēng)準(zhǔn)晶結(jié)構(gòu)示意圖1.3.2 準(zhǔn)光子晶體光纖將準(zhǔn)晶的概念引入到光子晶體光纖中，就像將光子晶體的概念引入到光纖中一樣，準(zhǔn)光子晶體光纖(PQF)是一種具有準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)的新穎微結(jié)構(gòu)光纖。如下圖1-4為六重對(duì)稱(chēng)的準(zhǔn)光子晶體膨脹的核心單元，其是由正三角形和正四邊形相互銜接組成的，具有6次的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸。準(zhǔn)光子晶體光纖與常規(guī)光纖和傳統(tǒng)的光子晶體光纖(PCF)相比，展現(xiàn)出了一些優(yōu)良的光學(xué)特性[24]，例如：大孔徑比的單模操作，近零色散平坦，高的負(fù)色散，高- 5 -

準(zhǔn)光子晶體光纖(PQF)是一種具有準(zhǔn)周期結(jié)構(gòu)的新穎微結(jié)構(gòu)光纖。如下圖1-4為六重對(duì)稱(chēng)的準(zhǔn)光子晶體膨脹的核心單元，其是由正三角形和正四邊形相互銜接組成的，具有6次的旋轉(zhuǎn)對(duì)稱(chēng)軸。準(zhǔn)光子晶體光纖與常規(guī)光纖和傳統(tǒng)的光子晶體光纖(PCF)相比，展現(xiàn)出了一些優(yōu)良的光學(xué)特性[24]，例如：大孔徑比的單模操作，近零色散平坦，高的負(fù)色散，高- 5 -

七芯光子晶體光纖橫截面結(jié)構(gòu)示意圖
【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊鵬;;正六邊形光子晶體光纖的進(jìn)化設(shè)計(jì)[J];中國(guó)新通信;2019年05期

2 邊靜;;光子晶體光纖氣體傳感器[J];物理通報(bào);2017年10期

3 楊漢瑞;楊燕;夏琳琳;尚思飛;黃蔚梁;李勇勇;;保偏光子晶體光纖的近圓形模場(chǎng)分布特性[J];中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2016年05期

4 滕歡;柴路;王清月;胡明列;;高非線性光子晶體光纖中優(yōu)化產(chǎn)生寬帶紫外三次諧波[J];物理學(xué)報(bào);2017年04期

5 陳偉;;光子晶體光纖的特性及應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)[J];通信世界;2017年17期

6 舒文瓊;;突破特種光纖尖端領(lǐng)域亨通推出光子晶體光纖[J];通信世界;2017年17期

7 楊建菊;韓穎;屈玉瑋;牛靜霞;左玉婷;王偉;周桂耀;趙興濤;侯藍(lán)田;;高非線性石英基光子晶體光纖產(chǎn)生寬帶可調(diào)中紅外孤子的實(shí)驗(yàn)研究[J];紅外與毫米波學(xué)報(bào);2017年05期

8 高靜;陳海良;;光子晶體光纖的特性及應(yīng)用概述[J];中國(guó)科技信息;2014年24期

9 高靜;;多芯光子晶體光纖在國(guó)內(nèi)高校的研究現(xiàn)狀[J];光通信技術(shù);2015年05期

10 施偉華;王夢(mèng)艷;;三零色散光子晶體光纖中超連續(xù)譜的產(chǎn)生與控制[J];中國(guó)激光;2015年08期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 胡雄偉;新型光子晶體光纖的制備技術(shù)與傳感特性研究[D];華中科技大學(xué);2018年

2 劉強(qiáng);基于功能材料填充光子晶體光纖光子器件的模擬研究[D];燕山大學(xué);2018年

3 竇超;高雙折射光子晶體光纖偏振器件的優(yōu)化設(shè)計(jì)及性能分析[D];燕山大學(xué);2018年

4 王二壘;新型光子晶體光纖的設(shè)計(jì)、分析及應(yīng)用研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2017年

5 李社;手性光子晶體光纖的模式特性[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

6 閆海峰;光子晶體光纖特性研究與計(jì)算[D];北京郵電大學(xué);2017年

7 高朋;基于Sagnac與Mach-Zehnder干涉的光子晶體光纖傳感技術(shù)研究[D];東北大學(xué);2015年

8 羅興;基于光子晶體光纖非線性效應(yīng)的波長(zhǎng)變換及其應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2017年

9 王晶;光子晶體光纖中40Gbit/s光孤子傳輸系統(tǒng)的數(shù)值研究[D];中國(guó)海洋大學(xué);2008年

10 程同蕾;混合型光子晶體光纖理論及超連續(xù)實(shí)驗(yàn)研究[D];天津大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 韓博;光子晶體光纖折射率與溫度傳感技術(shù)研究[D];沈陽(yáng)師范大學(xué);2019年

2 王冬曄;雙包層光子晶體光纖受激布里淵散射慢光的研究及應(yīng)用[D];蘭州理工大學(xué);2019年

3 賈麗笑;光子晶體光纖的高雙折射與多芯準(zhǔn)光子晶體光纖的耦合研究[D];燕山大學(xué);2018年

4 林哲明;窄線寬摻鉺光子晶體光纖激光器研究[D];深圳大學(xué);2018年

5 黃鵬偉;艾里脈沖在光子晶體光纖中的傳輸特性研究[D];深圳大學(xué);2018年

6 周劍心;光子晶體光纖傳感器的理論及應(yīng)用研究[D];武漢工程大學(xué);2018年

7 胡啟航;基于雙芯光子晶體光纖的多模式選擇性耦合轉(zhuǎn)換器研究[D];北京郵電大學(xué);2019年

8 馬詩(shī)章;基于光子晶體光纖馬赫—曾德?tīng)枤怏w傳感器的研究[D];重慶理工大學(xué);2019年

9 黃蔚梁;基于光子晶體光纖的光纖電壓傳感器誤差抑制[D];東北電力大學(xué);2019年

10 潘銳;基于光子晶體光纖的干涉型傳感器設(shè)計(jì)與傳感特性研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2019年

本文編號(hào)：2857990