保偏光子晶体光纤及其相关偏振器件的研究

发布时间：2017-12-11 05:09

  本文关键词：保偏光子晶体光纤及其相关偏振器件的研究

  更多相关文章： 光子晶体光纤 高双折射 表面等离子共振 单偏振单模 偏振分束器 偏振相关滤波

【摘要】：光纤传输偏振态的不稳定性和光纤器件工作带宽窄制约了光纤通信系统的传输速率和传输容量,影响了相干全光网络化的推进。保偏光子晶体光纤由于其灵活的设计结构和高稳定的偏振特性,使其本身以及相关的偏振器件都在未来相干光通信系统、光纤传感器、可调谐光纤激光器等领域有重要的应用前景。针对未来相干光纤通信系统对偏振稳定性、宽传输带宽及无源器件小型化的理论和应用需求,本文利用有限元法分析和研究了具有高偏振稳定性的保偏光子晶体光纤及其基于这种光纤的微型化和宽带宽的偏振相关器件。获得的主要创新成果如下:1.基于模式截止法,提出了一种新型的液晶填充超宽谱(也称宽带)单偏振单模光子晶体光纤结构,其单偏振单模工作带宽可达到1600nm,且在其宽谱内限制损耗低于0.01 dB/km。在单芯单偏振单模光纤的基础上又设计了一种通信波长1.31 μm和1.55 μm同时具有单偏振单模传输特性的双芯光子晶体光纤,并将其应用于粗波分复用系统的光分波器,首次得到了一种光纤器件长度仅为1.639 mm的单偏振单模波分解复用器。2.基于模式耦合理论和表面等离子共振效应,提出了一种单孔金属填充双芯光子晶体光纤偏振分束器,在工作波长1.55 μm处,当该光纤长度为4.036 mm时,x、y方向两偏振光可实现分离,且消光比达到78.6 dB,在波长1.25 μm-1.68 μm范围内消光比高于20 dB,得到了一种短光纤长度带宽为430 nm的宽谱光子晶体光纤偏振分束器。3.基于表面等离子共振效应,提出了一种在宽波段内具有强偏振相关滤波特性的金属填充光子晶体光纤。首次得到在波长1.25 μm-2.1μm宽波段范围内,光子晶体光纤x偏振方向纤芯模式损耗大于248.95 dB/cm,而y偏振方向纤芯模式损耗小于0.21 dB/cm,并将其应用于宽谱偏振相关滤波器。得到了一种光纤器件长度仅为1 mm、消光比高于20 dB的带宽为850 nm的光子晶体光纤偏振相关滤波器。4.基于表面等离子共振效应,提出了一种双波段正交偏振相关滤波单芯光子晶体光纤,在波段1.31 μm和1.55 μm内分别支持光波的正交单偏振传输,并将其用于粗波分复用系统的1.31/1.55 μm波长光分离,得到了 一种光纤器件长度仅为0.3 mm光子晶体光纤粗波分复用偏振相关滤波器。5.利用表面等离子共振效应,提出了三种单独在波长1.31 μm或1.55μm处具有强偏振相关滤波特性的金属镀膜光子晶体光纤。较为系统的分析了 非对称因素对光子晶体光纤偏振相关滤波特性的影响。在波长1.31 μm处能够获得y偏振方向谐振耦合强度达到412.91 dB/cm,而对应x偏振方向的损耗仅为2.02 dB/cm,且其谐振强度其半最大全宽FWHM为21nm,可将其应用于单波带光子晶体光纤偏振相关滤波器。
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN253

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王维彪,徐迈,陈明,马少杰,夏玉学;光子晶体光纤的原理和应用[J];光机电信息;2003年07期

2 赵玲慧,魏志义;光子晶体光纤及其应用[J];物理;2004年05期

3 马东梅;;特种光子晶体光纤的设计和模拟[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2009年03期

4 杨鹏;;高非线性光子晶体光纤的研制[J];光通信技术;2010年01期

5 冀玉领;张聪;周桂耀;李曙光;侯蓝田;;双模光子晶体光纤的模间干涉效应[J];激光杂志;2010年01期

6 龙梅;刘子丽;;光子晶体光纤及其研究现状[J];攀枝花学院学报;2010年03期

7 王栋;陈琰;;光子晶体光纤研究[J];信息技术;2010年10期

8 张蔺蔺;郑风振;刘笑东;;光子晶体光纤的研究现状及其应用[J];天津科技;2010年06期

9 牛静霞;李静;;光子晶体光纤的特性及应用[J];中小企业管理与科技(下旬刊);2011年08期

10 李书婷;;光子晶体光纤的理论模型研究[J];商洛学院学报;2012年06期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 仲琦;张舒怡;钱小石;徐飞;陆延青;;光子晶体光纤中的模式干涉[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集（下册）[C];2009年

2 王智;任国斌;娄淑琴;简水生;;光子晶体光纤器件研究进展[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议（OFCIO’2003）论文集[C];2003年

3 崔亮;李小英;赵宁波;;基于光子晶体光纤的频谱可控关联光子[A];第十四届全国量子光学学术报告会报告摘要集[C];2010年

4 姜源源;易丽清;魏泳涛;冯国英;;正方形多芯光子晶体光纤的有限元分析[A];中国计算力学大会'2010（CCCM2010）暨第八届南方计算力学学术会议（SCCM8）论文集[C];2010年

5 刘小龙;张霞;黄永清;郑龙;王亚苗;任晓敏;;光子晶体光纤表面增强拉曼散射衬底的研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集（下册）[C];2009年

6 唐仁杰;;光子晶体光纤制造技术的最近进展[A];第三届中国光通信技术与市场研讨会论文集[C];2003年

7 张靓;陈亚孚;吕景文;;光线量子论研究光子晶体光纤的δ势垒机制[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议（OFCIO’2003）论文集[C];2003年

8 倪屹;王青;张磊;彭江得;;采用光子晶体光纤进行参量放大的理论模拟[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议（OFCIO’2003）论文集[C];2003年

9 王则民;田和臣;倪修琼;;光子晶体光纤[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议（OFCIO’2003）论文集[C];2003年

10 杨荣昌;周国生;薛文瑞;宋丽军;;用有限差分法分析方形多孔光子晶体光纤[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议（OFCIO’2003）论文集[C];2003年

中国重要报纸全文数据库 前6条

1 陈传武;光子晶体光纤项目通过验收[N];中国化工报;2010年

2 记者 杨念明　通讯员 汪红霞 实习生 罗璇;掌握新一代光纤研制技术[N];湖北日报;2010年

3 Q醚，

本文编号：1277260