全固态光子晶体光纤的色散特性分析与设计

发布时间：2019-10-16 18:56

【摘要】：光子晶体光纤包层结构的可调控性使得它拥得很多普通单模光纤都不具备的优异光学特性,如宽带单模、高非线性、大模场面积、可控色散等,在军事和民用领域均具有十分重要的应用价值,已成为各国研究的热点。其中可控色散特性作为光子晶体光纤重要的性能之一在很多场合发挥着重要的作用,但因为构成光纤材料的石英和空气孔相对较大的折射率差,所以在拉制时必须精确控制其几何参数,否则会引起极大的色散误差,再加上空气孔容易塌陷又或者设计的光纤结构复杂,都会使得它的制备非常困难。因此研究易于拉制、相对折射率差小的全固态光子晶体光纤的色散特性是非常有必要的。本文的主要内容如下:首先,概述了光子晶体光纤的定义分类,介绍了全固态光子晶体光纤的优势和发展历程,表明研究全固态光子晶体光纤色散的意义。其次,介绍了光纤色散理论,概述了几种用于分析光子晶体光纤常用的数值方法,并重点分析了有限元法的理论,以及如何运用基于有限元法的Comsol软件仿真光子晶体光纤,并通过模拟NL-2.6-825型光纤色散曲线,验证了本文构建的有限元模型的正确性。再次,分析掺杂不同浓度的锗和氟时石英的材料色散,并针对以掺锗石英为基底,掺氟石英为介质柱的单芯和双芯全固态三角晶格光子晶体光纤来分析其色散随光纤结构参数的变化规律,为近零平坦色散光纤的设计提供理论基础。最后,通过大量的计算和仿真,找到了能够实现近零平坦色散的单芯和双芯全固态光子晶体光纤的结构参数,并对下一步的工作进行了展望。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN253

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本文编号：2550118