下载文档原格式
一种高双折射光子晶体光纤的模式特性分析张晓娟赵建林崔莉(西北工业大学理学院光信息科学与技术研究所,陕西省光信息技术重点实验室, 陕西西安710072)摘要应用全矢量频域有限差分法,分析了所提出的一种高双折射光子晶体光纤的模式截止、损耗、模场半径及数值孔径等特性。
数值模拟结果表明,通过设置合适的结构参量,可使这种高双折射光子晶体光纤在保持模式双折射为10 - 3量级的前提下,能够在600～1800 nm 波长范围内保持单模传输,并且限制损耗可低于10 - 4 dB/ m 量级,同时还可以获得较大的数值孔径,因而聚光能力增强。
此外,通过采用高斯曲线拟合基模的模场分布,得到的模场半径与实际模场半径吻合得很好。
关键词光子晶体光纤; 截止特性; 限制损耗; 频域有限差分中图分类号TN253 ; TN929. 11 文献标识码 A doi : 10. 3788/AOS20082807. 1379An a l ys i s of Mode P r op e r t ies of P h ot o nic Cr ys t a l Fi be r wi t hHi g h Bi r ef r i n ge nceZhang Xiaojuan Zhao J ianlin Cui Li( Sha n nxi Key Labor atory of Information Technology , Instit ute of Optical Information Science a nd Technology ,School of Science , Nor t hwester n Polytechnical University , Xi’a n , Shaa nxi 710072 , Chi na) Abs t r act The mode cutoff , confinement loss , modal radius , and nume rical ape rture of photonic crystal fiber ( PCF)with high bi ref ringence were analyzed by using full2vector finite diffe rence f requency domain ( FDFD) method. Thenumerical simulation results shown that , by choosing suitable s t ructural parameters , the biref ringence of t he PCFmay reach the orde r of 10 - 3 with broad single2mode region ( 600 ～1800 nm) . A low confinement loss less than10 - 4 dB/ m and high nume rical aperture can be obtained in a p rope rly designed geomet rical st ructure of PCF , so thefocusing ability is enhanced. Moreove r , by fit ting the dis t ribution of the fundamental mode using Gaussian curve , theobtained modal radius agrees well with the actual one .Key wor ds photonic crys tal fibe r ( PCF) ; cut2off p rope rty ; confinement loss ; finite diffe rence f requency domain( FDFD)1 引言光子晶体光纤(PCF) 是一种将光子晶体及缺陷结构引入光纤中而形成的新型微结构光纤。
光子晶体光纤简介及原理中文摘要: 光子晶体光纤又被称为微结构光纤，近年来引起广泛关注，它的横截面上有较复杂的折射率分布，通常含有不同排列形式的气孔，这些气孔的尺度与光波波长大致在同一量级且贯穿器件的整个长度，光波可以被限制在光纤芯区传播。
光子晶体光纤有很多奇特的性质。
例如，可以在很宽的带宽范围内只支持一个模式传输；包层区气孔的排列方式能够极大地影响模式性质；排列不对称的气孔也可以产生很大的双折射效应，这为我们设计高性能的偏振器件提供了可能。
中文关键字：光子晶体光纤 PCF导光机理 PCF的特性英文摘要: In 1991, the emerging field of photonic crystals led to the development of photonic-crystal fiber which guides light by means of diffraction from a periodic structure, rather than total internal reflection. The first photonic crystal fibers became commercially available in 2000.[8] Photonic crystal fibers can be designed to carry higher power than conventional fiber, and their wavelength dependent properties can be manipulated to improve their performance in certain applications.英文关键字: photonic-crystal fiber光子晶体（PC）是一种介电常数随空间周期性变化的新型光学微结构材料，其概念是1987年分别由S. Jo n和E. Yablonovitch提出来的，就是将不同介电常数的介质材料在一维、二维或者三维空间组成具有光波长量级的折射率周期性变化的结构材料。
