高双折射、低损耗负曲率空芯光纤的设计与理论研究

发布时间：2024-07-09 04:39

　　光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF)因具有无限单模,高双折射,超平坦色散,以及传输性能可调控等诸多优点,一直是光纤技术领域的研究热点;并且由于PCF非常适合应用到光通信,非线性光学,光纤传感等多个领域中,这说明它存在着巨大的研究价值和发展潜力。然而,由于材料本身缺陷所造成的非线性、光照损伤等问题已经严重制约了传统实芯PCF的进一步发展。因此,与实芯PCF相比,探索和发展空芯光纤(Hollow Core Fiber,HCF)可以有效避免光纤材料所引起的本征性缺陷问题。研究发现,负曲率空芯光纤(Negative Curvature Hollow Core Fiber,NC-HCF)作为一种新型结构的HCF,因表现出宽传输通带、低损耗、高损伤阈值和单模传输的优点,已经逐渐开始引领HCF的发展。本论文通过设计和优化PCF以及NC-HCF的结构,研究其光学传输特性的变化,获得了四种具有高双折射和低损耗传输特性的新型光纤结构。本论文主要内容如下:(1)总结介绍了PCF和NC-HCF的定义、工作原理以及各自的优点和不足。总结了一下PCF和NC-HCF在各领域中的应用,...

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【部分图文】：

图1.2光子带隙型PCF横截面（a）扫描电镜图像，（b）光学显微照片[15]

济南大学硕士学位论文31.2.2光子晶体光纤工作原理根据导光原理的不同，PCF通常能够划分成折射率引导型PCF以及光子带隙型（PhotonicBand-Gap）PCF[15]两大类。图1.1描绘的是折射率引导型PCF，其包层是由贯穿始终的并且周期性排列分布的众多空气孔组成，内部纤....

图1.3负曲率空芯光纤横截面结构示意图：（a）有节点型NC-HCF，（b）无节点型NC-HCF，（c）嵌套型NC-HCF，（d）双层毛细管型NC-HCF

济南大学硕士学位论文52010年，Y.Y.Wang研究后提出在Kagome光纤中纤芯壁的形状变化会对光学传输性能产生明显的影响[33]。他们发现具有负曲率纤芯边界的Kagome光纤比常规的Kagome光纤衰减更弱，而且在后续的实验中也多次证实了纤芯壁形状与光纤性能密切相关，这一发....

图3.1光子晶体光纤结构

济南大学硕士学位论文19第三章近红外波段的低损耗高双折射型氟化物光子晶体光纤3.1引言为了得到杰出的双折射性能，我们必须破坏光纤结构的多重对称性而且确保它保留两重，常见方法包括：光纤中引入部分缺陷、包层中使用椭圆形空气孔以及改变垂直方向的空气孔间距等[107-110]。目前为止，....

图3.2波长等于1.55μm时的（a）x偏振基模模场分布图以及（b）y偏振基模模场分布图

高双折射、低损耗负曲率空芯光纤的设计与理论研究20光纤的结构示意图如图3.1所示，包层空气孔整体上呈四边形排列分布，其中远离纤芯的外部包层空气孔都拥有完全相同的尺寸并且形状都是椭圆率较小的椭圆孔，它们的长轴大小为a1=0.56μm，短轴大小为b1=0.54μm，并且相邻两个外部的....

本文编号：4004409