本文關(guān)鍵詞：光子晶體光纖傳輸特性及其在光通信中的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 光子晶體光纖 有效模場(chǎng)面積 非線性效應(yīng) 色散特性 空心光束

【摘要】：近年來(lái),隨著相關(guān)研究的不斷深入和應(yīng)用領(lǐng)域的不斷拓寬,光子晶體光纖的潛能受到更多的認(rèn)可,特別是它優(yōu)異的傳輸特性備受關(guān)注。無(wú)限單模特性、靈活可控的色散特性、高雙折射及高非線性等特性使得它在通信、傳感等領(lǐng)域有了更廣泛的應(yīng)用前景。而針對(duì)它的研究設(shè)計(jì)也不僅僅局限于嚴(yán)格的周期性結(jié)構(gòu),研究者們不斷嘗試各異的新結(jié)構(gòu),并引入其他摻雜材料,希望獲得更優(yōu)的特性和更高的應(yīng)用價(jià)值。本文也將光子晶體光纖的傳輸特性作為研究目標(biāo),并充分利用光子晶體光纖設(shè)計(jì)自由度這一優(yōu)勢(shì)。主要工作如下:1.在光子晶體光纖基本理論和分析方法的基礎(chǔ)上,以控制變量法為指導(dǎo)思想,建立一系列結(jié)構(gòu)對(duì)比模型,選用有限元法,借助Comsol Multiphysics軟件進(jìn)行仿真分析,研究總結(jié)光子晶體光纖主要傳輸特性隨光纖結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律。重點(diǎn)研究的傳輸特性包括有效模場(chǎng)面積、非線性效應(yīng)及色散特性,作為變量的結(jié)構(gòu)參數(shù)有空氣孔直徑、光子晶體晶格常數(shù)、包層空氣孔層數(shù)及包層內(nèi)側(cè)空氣孔缺失層數(shù)。希望歸納總結(jié)的這些規(guī)律能為后續(xù)的光子晶體光纖設(shè)計(jì)工作提供一定的理論參考和依據(jù)。2.提出了一種具有光束整形和色散管理雙重功能的折射率引導(dǎo)性光子晶體光纖。它可以將高斯光束整形為特定幾何尺寸的圓形空心光束,并應(yīng)用于帶有卡塞格倫天線的光通信系統(tǒng),通過(guò)減小次鏡反射引發(fā)的能量損耗,來(lái)提高系統(tǒng)的傳輸效率。文中建立了該新型光纖的模型,進(jìn)行了仿真分析。并且,定義了空心光束的幾何評(píng)估參數(shù),計(jì)算并分析了新模型的幾何特征。此外,在仿真結(jié)果的基礎(chǔ)上,計(jì)算了加入新型光子晶體光纖前后的卡塞格倫天線光通信系統(tǒng)傳輸效率,通過(guò)對(duì)比計(jì)算結(jié)果來(lái)驗(yàn)證效果。3.對(duì)前述的新型光子晶體光纖模型進(jìn)一步優(yōu)化。通過(guò)輕微調(diào)整光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù),可以在保持空心光束幾何尺寸不變的前提下,使光纖的色散傳輸特性在一個(gè)較大的范圍內(nèi)變化。在特定的結(jié)構(gòu)參數(shù)下,可以獲得零色散或超平坦色散。文中建立了一系列不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的模型進(jìn)行分析和對(duì)比,并給出了若干合適的設(shè)計(jì)參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：光子晶體光纖 有效模場(chǎng)面積 非線性效應(yīng) 色散特性 空心光束
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN253;TN929.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10
• 1.2 光子晶體光纖概述10-14
• 1.2.1 光子晶體概念及工作原理10-12
• 1.2.2 光子晶體光纖概念及分類12-14
• 1.3 光子晶體光纖的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 本論文的主要工作16-18
• 第二章 光子晶體光纖的理論模型及基本特性18-32
• 2.1 光子晶體光纖的理論模型18-28
• 2.1.1 等效折射率法18-19
• 2.1.2 平面波展開(kāi)法19-21
• 2.1.3 時(shí)域有限差分法21-23
• 2.1.4 有限元法23-24
• 2.1.5 多極法24-25
• 2.1.6 傅里葉分解法25-26
• 2.1.7 等量平均折射率法26-28
• 2.2 光子晶體光纖的基本特性28-31
• 2.2.1 模式特性28-29
• 2.2.2 色散特性29-30
• 2.2.3 非線性特性30
• 2.2.4 雙折射特性30-31
• 2.2.5 損耗特性31
• 2.3 本章小結(jié)31-32
• 第三章 光子晶體光纖傳輸特性與光纖結(jié)構(gòu)關(guān)系研究32-47
• 3.1 光子晶體光纖有效模場(chǎng)面積與光纖結(jié)構(gòu)的關(guān)系探究32-38
• 3.1.1 有效模場(chǎng)面積與d的關(guān)系33-34
• 3.1.2 有效模場(chǎng)面積與∧的關(guān)系34-35
• 3.1.3 有效模場(chǎng)面積與n的關(guān)系35-36
• 3.1.4 有效模場(chǎng)面積與N的關(guān)系36-38
• 3.2 光子晶體光纖非線性系數(shù)與光纖結(jié)構(gòu)的關(guān)系探究38-41
• 3.2.1 非線性系數(shù)與空氣孔直徑d的關(guān)系38-39
• 3.2.2 非線性系數(shù)與晶格常數(shù)∧的關(guān)系39-40
• 3.2.3 非線性系數(shù)與n的關(guān)系40-41
• 3.2.4 非線性系數(shù)與N的關(guān)系41
• 3.3 光子晶體光纖色散特性與光纖結(jié)構(gòu)的關(guān)系探究41-45
• 3.3.1 色散特性與空氣孔直徑d的關(guān)系42-43
• 3.3.2 色散特性與光子晶體晶格常數(shù)∧的關(guān)系43
• 3.3.3 色散特性與光纖包層空氣孔層數(shù)n的關(guān)系43-44
• 3.3.4 色散特性與光纖包層內(nèi)側(cè)缺失空氣孔層數(shù)N的關(guān)系44-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第四章 新型光子晶體光纖在光通信中的應(yīng)用47-62
• 4.1 卡塞格倫天線結(jié)構(gòu)及弊端分析47-48
• 4.2 光子晶體光纖新型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)48-49
• 4.3 新結(jié)構(gòu)光纖關(guān)鍵特性研究49-59
• 4.4 新結(jié)構(gòu)光纖對(duì)卡塞格倫天線的優(yōu)化效果分析59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-62
• 第五章 全文總結(jié)與展望62-64
• 5.1 全文總結(jié)62
• 5.2 后續(xù)工作展望62-64
• 致謝64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果70-71

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3 Q醚，

本文編號(hào)：1020358