為了獲得高雙折射低損耗的光子晶體光纖,設(shè)計了一種橢圓雙芯,包層為三角晶格排列的光子晶體光纖。運用全矢量有限元法研究了光纖的空氣孔間距與雙折射值、非線性特性、模場面積、限制損耗及色散的關(guān)系。研究結(jié)果表明:在波長為1.55μm處,光纖基模的雙折射值達0.04343;X、Y偏振方向的非線性系數(shù)分別為48.832 W^-1·km^-1和46.286 W^-1·km^-1,同時,X方向的限制損耗低至8.242×10^-9d B/km;在0.85～1.8μm波長范圍內(nèi),色散都為正常負(fù)色散。 

【文章來源】：光通信技術(shù). 2020,44(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

光子晶體光纖結(jié)構(gòu)示意圖

為了研究光纖空氣孔間距對雙折射特性的影響，本文設(shè)置包層圓形空氣孔直徑d=1.25μm，橢圓纖芯長軸b=1.2μm，短軸a=0.24μm，這3個值固定不變。空氣孔間距Λ按照1.2672μm、1.28μm、1.2928μm和1.3056μm變化，通過式（3）計算，可以得到不同Λ下光纖的雙折射值。其中在波長為1.55μm處，Λ=1.28μm時雙折射值達到0.04343，比文獻[14,15]提到的雙折射值高。雙折射值隨空氣孔間距Λ變化的曲線如圖2所示。可以看出，在同一波長下，雙折射值隨著Λ的增大反而不斷減小。這是因為隨著Λ的增大，包層靠近纖芯的空氣孔與纖芯模場之間的相互作用減弱，包層折射率與纖芯折射率的差值減小，因此雙折射值減小。在0.85～1.8μm的掃描波長范圍內(nèi)，隨著波長的增加，雙折射值先增大后減小。這是因為在短波長區(qū)間，光子晶體光纖對光波有較強的限制作用，隨著掃描波長逐漸增大到和纖芯尺寸差不多時，纖芯中的部分能量會泄露到包層中，因此雙折射值逐漸減小。這種具有高雙折射、結(jié)構(gòu)簡單的光纖對制作高保偏光學(xué)精密器件有著重要的意義。2.2 非線性特性

仿真參數(shù)設(shè)置不變，本文通過式（4）可以計算得到非線性系數(shù)，繪制X和Y偏振方向的非線性系數(shù)隨空氣孔間距Λ變化的曲線如圖3所示�？梢钥闯�，非線性系數(shù)的值隨Λ的增加而降低。另外，隨著掃描波長的增大，非線性系數(shù)也是降低的。在波長為1.55μm處，Λ=1.28μm時，X和Y偏振方向的非線性系數(shù)分別為48.832 W-1·km-1和46.286 W-1·km-1。與普通光纖的非線性系數(shù)（2 W-1·km-1）相比，這種高非線性的光子晶體光纖在各種非線性效應(yīng)的應(yīng)用中更具有競爭力。2.3 模場特性

【參考文獻】：
期刊論文
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