具有高双折射光子晶体光纤特性分析与研究

双折射光子晶体光纤的设计及其特性的研究英文题名 Design and Study on the Characteristics of Birefringence Photonic Crystal Fiber 关键词光子晶体光纤; 多极法;双折射; 耦合; 色散; 超连续谱; 英文关键词 Photonic crystal fiber; Multipole method; Birefringence; Coupling; Dispersion; Supercontinuum; 中文摘要近年来,光子晶体光纤由于其独特的特性受到了人们的广泛关注。

例如高双折射和偏振保持,奇异色散特性,高非线性,表面增强拉曼效应,大模面积等。

同时,应用光子晶体光纤可以得到许多高性能的光纤型光信号处理器件。

这使得光子晶体光纤成为国际上的研究热点之一。

首先,论文设计了一种双芯高双折射高耦合强度的光子晶体光纤,采用多极法和模式耦合理论对这种双芯光子晶体光纤的特性进行了分析。

与传统双芯光子晶体光纤相比,本文所设计的双芯光子晶体光纤的双折射度和耦合强度随着空气填充率的增加而增加。

因此,这种双芯光子晶体光纤把高双折射和高的耦合强度成功的结合在一起,双折射度达到10-2量级,这对于微型光子器件的研制具有重要意义。

其次,设计了一种改进的高双折射光子晶体光纤,用多极法研究了双折射、色散和限制损耗特性。

数值模拟显示,改进后的光子晶体光纤具有色散平坦的性质。

此外,双折射度比起初的光子晶体光纤大了很多。

并且由于改进后对模场的限制增强,光纤的损耗比起初光子晶体光纤小104倍。

这种改进的光子晶体光纤可以被用作高双折射和色散平坦光纤。

最后,研究了脉冲在双折射光子晶体光纤中的传输。

不同于以往所采用的双折射光子晶体光... 英文摘要 In recent years, photoniccrystal fiber (PCF) has become more attractive because of theirunique properties, such as high birefringence and polarization maintaining, singular dispersion characteristics, high nonlinearity, surface enhanced Raman Effect, large mode area and so on. PCF is a kind of novel optical fiber structure, which has revolutionized fiber optics and attracted extensive attentions. To begin with, a kind of dual-core high birefringence and high coupling degree PCF is proposed in this pap... 摘要 5-6 ABSTRACT 6-7 第1章绪论 11-19 1.1 课题的研究背景和意义 11-12 1.2 光子晶体光纤简介 12-13 1.2.1 折射率引导型光子晶体光纤13 1.2.2 光子带隙型光子晶体光纤 13 1.3 光子晶体光纤的特性 13-17 1.3.1 无截止单模传输特性 13-14 1.3.2 可调节的色散特性 14-15 1.3.3双折射特性 15 1.3.4 高非线性特性 15-16 1.3.5 极大或极小的有效模场面积 16-17 1.4 光子晶体光纤的研究现状 17-18 1.5 论文的研究内容和结构安排 18-19 第2章双芯高双折射光子晶体光纤的性质 19-33 2.1 引言19 2.2 基本理论与方法 19-22 2.3 数值结果及分析 22-32 2.3.1 双折射 23-25 2.3.2 耦合长度25-29 2.3.3 色散 29-32 2.4 本章小结 32-33 第3章改进的高双折射光子晶体光纤 33-39 3.1 引言 33 3.2 理论和模型 33-34 3.3 改进后光子晶体光纤的特性 34-38 3.4本章小结 38-39 第4章超连续谱在高双折射SF6 软玻璃光子晶体光纤中的产生及应用 39-55 4.1 引言 39 4.2 脉冲在光纤中传输的基本理论 39-44 4.2.1 光纤中脉冲传输的基本方程的推导 39-42 4.2.2 几种典型的脉冲波形 42-43 4.2.3 与脉冲传输特性有关的几个重要参数 43-44 4.3 数值模拟结果及分析44-50 4.3.1 SF6 光子晶体光纤的结构44 4.3.2 HBSF6-PCF 的特性 44-47 4.3.3 超连续谱的产生 47-50 4.4 超连续谱的应用 50-53 4.4.1 波形和群速度色散测量 51 4.4.2 超高速通信光源和全光解复用 51 4.4.3 脉冲压缩 51-52 4.4.4 光学相干层析技术 52 4.4.5 超连续谱在激光方面的应用 52-53 4.4.6 光学频率梳53 4.5 本章小结 53-55 结论 55-56 参考文献 56-63 3.4 本章小结 38-39 第4章超连续谱在高双折射SF6 软玻璃光子晶体光纤中的产生及应用 39-55 4.1 引言 39 4.2 脉冲在光纤中传输的基本理论39-44 4.2.1 光纤中脉冲传输的基本方程的推导 39-42 4.2.2 几种典型的脉冲波形 42-43 4.2.3 与脉冲传输特性有关的几个重要参数 43-44 4.3 数值模拟结果及分析44-50 4.3.1 SF6 光子晶体光纤的结构44 4.3.2 HBSF6-PCF 的特性 44-47 4.3.3 超连续谱的产生 47-50 4.4 超连续谱的应用 50-53 4.4.1 波形和群速度色散测量 51 4.4.2 超高速通信光源和全光解复用 51 4.4.3 脉冲压缩 51-52 4.4.4 光学相干层析技术 52 4.4.5 超连续谱在激光方面的应用 52-53 4.4.6 光学频率梳53 4.5 本章小结 53-55 结论 55-56 参考文献 56-63 3.4 本章小结 38-39 第4章超连续谱在高双折射SF6 软玻璃光子晶体光纤中的产生及应用 39-55 4.1 引言 39 4.2 脉冲在光纤中传输的基本理论39-44 4.2.1 光纤中脉冲传输的基本方程的推导 39-42 4.2.2 几种典型的脉冲波形 42-43 4.2.3 与脉冲传输特性有关的几个重要参数 43-44 4.3 数值模拟结果及分析44-50 4.3.1 SF6 光子晶体光纤的结构44 4.3.2 HBSF6-PCF 的特性 44-47 4.3.3 超连续谱的产生 47-50 4.4 超连续谱的应用 50-53 4.4.1 波形和群速度色散测量 51 4.4.2 超高速通信光源和全光解复用 51 4.4.3 脉冲压缩 51-52 4.4.4 光学相干层析技术 52 4.4.5 超连续谱在激光方面的应用 52-53 4.4.6 光学频率梳53 4.5 本章小结 53-55 结论 55-56 参考文献 56-63。

高双折射率光子晶体光纤的研究进展作者：***来源：《现代信息科技》2020年第18期摘要：光子晶体光纤因其独特的导光特性和灵活的结构而优于传统光纤，高双折射特性使其用于保偏光纤、光纤陀螺等光纤器件。

通过阅读研究相关文献进行的理解和总结，在分析双折射特性基本原理的基础上，介绍了近年以提高光子晶体光纤双折射特性为主要目标的国内外研究进展，增加不对称性或转变不同方向的应力可有效获得高双折射特性。

随着人工超材料的不断发展，光子晶体光纤在光通信等领域有着极广的发展和应用前景。

关键词：光子晶体光纤;高双折射率;空气孔;偏振中图分类号：TN252 文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2020）18-0061-03Abstract：Photonic crystal fiber is superior to conventional fiber due to its unique light conducting characteristics and flexible structure. High birefringence makes it suitable for polarization-preserving fiber，fiber optic gyro and other fiber devices. Based on the analysis of the basic principles of birefringence characteristics through the understanding and summary of reading research related literature，this paper introduces the research progress at home and abroad with the main goal of improving the birefringence characteristics of photonic crystal fibers in recent years，high birefringence can be obtained by increasing the asymmetry or changing the stress in different directions. The stress can effectively obtain high birefringence characteristics. With the continuous development of artificial metamaterials，photonic crystal fiber has a very wide range of applications and profound practical prospects in optical communication and other fields.Keywords：photonic crystal fiber;high birefringence properties;air hole;polarization0 引言英國Bath大学的Russell于1992年首次提出光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber，PCF）的概念[1]。

高双折射率光子晶体光纤——探究新时代通讯的未来随着人类社会的日益发展，信息交流的重要性愈加彰显。

而在通讯的领域中，光纤作为信息传输的主要媒介之一，也在不断地优化与升级。

本文将介绍一种新型的，并探讨其在未来通讯中的应用前景。

一、的概述简称 PBF，是一种新兴的光纤新技术。

它采用光子晶体的结构来制造纤芯，使得纤芯具备高度的双折射率，从而实现更好的光传输性能。

相比传统的光纤，能够实现更高的带宽和更低的损耗，这也使得它在现代通讯系统中备受青睐。

二、的优势1.高带宽：的纤芯结构采用了光子晶体的结构，同时也具有高度的双折射率，这使得它的带宽大大提升，理论带宽可达到10TB/s，比传统光纤要高出数倍，大大提高了信息传输速率。

2.低损耗：传统光纤在传输过程中也会有一些光信号的损耗，而的制作材料更加均匀，所以它在传输过程中的光信号损失要比传统光纤更小。

3.避免信号串扰：由于传统光纤的共振结构，不同波长的信号会在纤芯中相互干扰，从而出现信号串扰。

而采用的纤芯结构为全光子晶体结构，能够实现波长分离，防止信号串扰。

三、的应用前景1.通讯领域：传统的光纤已经被广泛应用于通讯领域，而的出现则进一步扩大了光通讯的应用范围。

如今的高速互联网或者5G 网络，需要更高效，稳定的信号传输， PBF光纤这种应用前景广阔的技术得到越来越多的厂商和生产商所关注和采用。

2.医疗领域：随着科技的不断发展，医疗领域的设备或手术也更加高效。

在手术过程中，激光切割术在一些领域得到了广泛的应用，如白内障手术、近视眼激光矫正、皮肤减脂等等。

而 PBF 光纤技术的出现为这些激光手术提供了更好的选择，使得激光能够更精准地指向患处。

3.工业领域：高校院所和工业界经过多年的研究，利用构建了一种新型的光纤激光切割设备，成为制造业中重要的加工工具之一，为制造业发展提供了新的动力。

总之，是新一代光纤技术中的代表之一，在未来的现代通讯中将扮演着越来越重要的角色。

它的广泛应用将进一步推动科技的进步和社会的发展。

一种高双折射光子晶体光纤模场和偏振特性的研究
顾晓蕴;陈鹤鸣
【期刊名称】《光学与光电技术》
【年(卷),期】2009(7)2
【摘要】采用平面波展开法分析一种填入了聚甲基丙稀酸甲酯并引入大空气孔的高双折射光子晶体光纤的模场和偏振特性,并研究其结构参数变化对偏振特性的影响。

研究表明这种高双折射光纤的基模模场具有较强的线偏振特性,模式双折射比普通光子晶体保偏光纤有较大提高。

研究结果为光子晶体保偏光纤的开发制作提供了理论基础。

【总页数】4页(P29-32)
【关键词】平面波展开法;光子晶体双折射光纤;聚甲基丙稀酸甲酯;双折射
【作者】顾晓蕴;陈鹤鸣
【作者单位】南京邮电大学光电工程学院光通信研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TN929.1
【相关文献】
1.折射率导模高双折射光子晶体光纤的偏振特性 [J], 娄淑琴;王智;任国斌;简水生
2.一种金填充高双折射光子晶体光纤偏振滤波器 [J], 甄海龙
3.一种高双折射光子晶体光纤的特性研究 [J], 于程程;励强华;谷芊志;张金辉
4.一种新型高双折射高非线性的光子晶体光纤特性研究 [J], 王江昀;张勇;曹晔;童
峥嵘
5.高双折射光子晶体光纤偏振模色散测量 [J], 杨广强;张霞;林健飞;宋继恩;黄永清;任晓敏
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光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性研究的开题报告摘要：光子晶体光纤作为一种新型的光导纤维，由于其具备优秀的光学性能，已经在光通信、传感器、激光器等领域得到广泛的应用。

本文将主要研究光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性，明确其物理机制和影响因素，为其在实际应用中的调制和控制提供科学的依据和理论基础。

关键词：光子晶体光纤，双折射，偏振耦合，物理机制，调制和控制一、问题的提出随着信息技术的不断发展，对于传输、处理和存储信息的需求不断增加。

而光通信作为一种高速、大带宽的通信方式，正逐渐取代传统的电信技术。

其中，光子晶体光纤作为一种具备很多优秀性能的新型光导纤维，在光通信、传感器、激光器等领域得到了广泛的应用。

但是，光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性对其应用带来了一定的限制。

双折射会引起信号的偏移和扩散，偏振耦合会导致信号的损失和交叉干扰。

因此，深入研究光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性，明确其物理机制和影响因素，对其在实际应用中的调制和控制具有重要意义。

二、研究的目的和意义本文旨在研究光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性，明确其物理机制和影响因素，为其在实际应用中的调制和控制提供科学的依据和理论基础。

目的：1.探究光子晶体光纤的双折射现象及其物理机制。

2.研究光子晶体光纤的偏振耦合特性及其影响因素。

3.研究光子晶体光纤的调制和控制方法。

意义：1.为光子晶体光纤的应用提供重要的理论基础。

2.提高光子晶体光纤在光通信、传感器、激光器等领域的应用效率和性能。

3.对于新型光导纤维的研究具有借鉴意义。

三、研究的内容和方法研究内容：1.光子晶体光纤的结构及其光学特性。

2.光子晶体光纤的双折射现象及其物理机制的分析。

3.光子晶体光纤的偏振耦合特性及其影响因素的研究。

4.光子晶体光纤的调制和控制方法的研究。

研究方法：1.基于光学理论和数值模拟方法分析光子晶体光纤的结构和光学特性。

2.采用双折射和偏振分析技术，研究光子晶体光纤的双折射和偏振耦合特性。

《光子晶体光纤光栅折射率传感特性的研究》篇一一、引言随着科技的发展，光纤传感技术已成为现代科技领域中的关键技术之一。

其中，光子晶体光纤光栅折射率传感技术因其高灵敏度、高分辨率、高稳定性等优点，受到了广泛关注。

本文旨在研究光子晶体光纤光栅的折射率传感特性，探讨其应用潜力及其优势。

二、光子晶体光纤光栅的基本原理光子晶体光纤光栅是一种具有周期性折射率变化的光纤结构，通过调制光纤内光的传播路径和相位变化来实现信息传输和调制。

其核心原理在于，光在传播过程中与光子晶体结构相互作用，发生干涉和衍射等现象，从而实现对光信号的调制和传输。

三、光子晶体光纤光栅的折射率传感特性1. 折射率传感原理：当外界环境折射率发生变化时，光子晶体光纤光栅的周期性结构会受到影响，导致光的传播路径和相位变化。

通过检测这些变化，可以实现对环境折射率的测量。

2. 传感特性分析：光子晶体光纤光栅具有高灵敏度、高分辨率和高稳定性的特点。

其灵敏度高，能够检测到微小的折射率变化；分辨率高，可以实现对不同折射率物质的精确测量；稳定性好，能够在复杂环境下保持稳定的测量性能。

四、实验研究为了进一步研究光子晶体光纤光栅的折射率传感特性，我们进行了以下实验：1. 制备不同结构的光子晶体光纤光栅；2. 在不同折射率环境下测试其传感性能；3. 分析实验数据，得出结论。

实验结果表明，光子晶体光纤光栅在不同折射率环境下表现出良好的传感性能，具有高灵敏度、高分辨率和高稳定性的特点。

此外，我们还发现，通过优化光子晶体光纤光栅的结构和制备工艺，可以进一步提高其传感性能。

五、应用前景与优势光子晶体光纤光栅折射率传感技术具有广泛的应用前景和优势。

首先，其高灵敏度和高分辨率使得它能够实现对微小折射率变化的精确测量，为许多领域提供了新的解决方案。

其次，其高稳定性使得它能够在复杂环境下保持稳定的测量性能，具有很高的实用价值。

此外，光子晶体光纤光栅制备工艺成熟，成本低廉，易于规模化生产，为推广应用提供了有力支持。

高双折射椭圆纤芯类矩形排布光子晶体光纤的性能研究郦逸舟;谭芳;刘润泽;李飞宇;孙英泰【期刊名称】《长春理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2024(47)2【摘要】高双折射光子晶体光纤具有较强的线偏振光保持能力,采用Bi_(2)O_(3)-GeO_(2)-Ga_(2)O_(3)多组分激光玻璃材料作为纤芯设计了独特结构的高双折射光子晶体光纤。

运用有限元法结合完美边界条件,得出该光子晶体光纤在1.55μm和1.80μm波长下,双折射系数分别为5.207×10^(-2)和6.882×10^(-2)。

在1.55μm波长处,X和Y极化方向的限制损耗分别为1.386×10^(-5)dB/km和5.386×10^(-7)dB/km。

非线性系数表明,结构参数M(D/Λ)分别为0.7和0.8的光子晶体光纤,非线性系数在X和Y极化方向上,范围分别在4.374×10^(3)-4.906×10^(3)km^(-1)·W^(-1)和5.621×10^(3)-6.978×10^(3)km^(-1)·W^(-1)之间。

本文所设计的高双折射光子晶体光纤的独特结构和优异性能特点,为光通信和光传感等应用领域提供了新的解决方案。

【总页数】8页(P23-30)【作者】郦逸舟;谭芳;刘润泽;李飞宇;孙英泰【作者单位】长春大学理学院【正文语种】中文【中图分类】TN253【相关文献】1.新型高双折射微结构纤芯光子晶体光纤的可调谐超连续谱的特性研究2.高双折射类椭圆纤芯光子晶体光纤设计与分析3.椭圆空气孔矩形结构光子晶体光纤的高双折射及限制损耗分析4.基于椭圆孔包层和微型双孔纤芯的新型高双折射光子晶体光纤5.基于椭圆孔微结构纤芯的高双折射光子晶体光纤因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

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。

D型高双折射光子晶体光纤的折射率传感特性研究
伍铁生;杨祖宁;张慧仙;刘智慧;杨丹;钟旭;刘岩;刘锐
【期刊名称】《光子学报》
【年(卷),期】2022(51)3
【摘要】基于表面等离子体共振(SPR)原理,分析了D型高双折射光子晶体光纤(HB-PCF)的折射率传感特性。

模拟研究了抛磨角度对双折射、折射率传感灵敏度的影响。

仿真结果表明:当抛磨面离纤芯的高度小于1.5倍占空比时,抛磨面离纤芯越近,双折射越小;随着抛磨角度的增加,双折射先增加后减小,折射率传感灵敏度随之减小;当抛磨角度为0°且折射率范围在1.330~1.390时,D型HB-PCF的平均折射率灵敏度高达2833.33 nm/RIU。

此外,制备了一种D型高双折射率光子晶体光纤SPR传感器,实验测得其折射率灵敏度约为1711.83 nm/RIU。

D型HB-PCF SPR 传感器可应用于生物、化学和环境监测等领域。

【总页数】10页(P196-205)
【作者】伍铁生;杨祖宁;张慧仙;刘智慧;杨丹;钟旭;刘岩;刘锐
【作者单位】桂林电子科技大学信息与通信学院;深圳大学光电工程学院光电子器件与系统教育部重点实验室;深圳大学光电工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN253
【相关文献】
1.具有高双折射率超平坦色散的压缩椭圆孔光子晶体光纤研究
2.折射率导模高双折射光子晶体光纤的偏振特性
3.高双折射率光子晶体光纤的研究进展
4.高双折射率光子晶体光纤的研究进展
5.液芯高双折射率光子晶体光纤的特性研究
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《光子晶体光纤光栅折射率传感特性的研究》篇一摘要：本文旨在研究光子晶体光纤光栅（PCF-FBG）在折射率传感方面的特性和应用。

首先，通过对光子晶体光纤及光纤光栅的基本原理进行概述，分析PCF-FBG的结构特点和传感原理。

随后，通过实验和模拟相结合的方式，探究PCF-FBG在不同环境折射率下的传感响应，并对其传感特性进行详细分析。

最后，总结PCF-FBG在折射率传感领域的应用前景及潜在优势。

一、引言随着科技的发展，光纤传感器因其高灵敏度、抗干扰能力强等优点，在众多领域得到了广泛应用。

其中，光子晶体光纤（PCF）因其独特的光学特性，在传感领域展现出巨大的潜力。

而光纤光栅（FBG）作为一种重要的光纤无源器件，其与PCF的结合，即光子晶体光纤光栅（PCF-FBG），在传感领域具有独特的优势。

本文将重点研究PCF-FBG在折射率传感方面的特性和应用。

二、光子晶体光纤及光纤光栅概述1. 光子晶体光纤（PCF）的基本原理与结构特点光子晶体光纤是一种具有周期性折射率变化的光纤，其特殊的结构能够控制光的传播路径，使得光纤中的光场得以有效限制和调控。

2. 光纤光栅（FBG）的传感原理光纤光栅是通过在光纤中制造周期性折射率变化来实现的，它对外部环境的物理量（如温度、应力、折射率等）具有较高的敏感度，可应用于多种传感器中。

三、PCF-FBG的结构与传感原理1. PCF-FBG的结构特点PCF-FBG是将PCF与FBG相结合的产物，它既具有PCF的光学特性，又具有FBG的传感特性。

其结构由周期性折射率变化的光子晶体光纤和光纤光栅组成。

2. PCF-FBG的传感原理PCF-FBG通过检测外部环境折射率的变化引起的光信号变化来实现传感。

当外部环境折射率发生变化时，PCF-FBG的光谱特性会发生变化，从而引起光信号的变化，这种变化可以被检测并转换为电信号，实现对外界折射率的测量。

四、实验与模拟研究1. 实验方法与步骤通过搭建实验平台，对PCF-FBG在不同环境折射下的传感响应进行实验研究。

高双折射光子晶体光纤的特性研究作者：程集姚成宝孙文军来源：《科技资讯》2015年第07期摘要：为了提高光纤的双折射特性，利用石英作基质设计了基于六边形结构的光子晶体光纤，计算并分析了光子晶体光纤的双折射、色散、限制损耗、非线性折射系数等特性。

结果表明：波长越大，双折射越大，限制损耗越大，非线性折射系数越小。

当光纤结构为0.9μm，d为0.86μm，为0.58μm，为0.54μm时，该光纤在光波长为1.1μm处色散接近于零，双折射可达，限制损耗为56.72dB/m，非线性折射系数为64.4W-1km-1，可应用于近红外波段的光纤传感及超连续光谱产生。

关键词：光子晶体光纤高双折射色散非线性折射系数中图分类号：TN253 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）03（a）-0086-03Abstract：In order to improve the birefringence，the author designs a photonic crystal fiber based on hexagonal structure by using quartz as material，then calculates and analyses the birefringence，dispersion，loss and nonlinear coefficient of photonic crystal fiber.The result shows that：The birefringence and the loss are greater，then the nonlinear coefficient is smaller with increasing of wavelength.When its cladding air hole pitch is 0.9μm and large air hole diameter，air hole diameter of third ring，air hole diameter of first ring are 0.86μm，0.58μm and 0.5μm，the dispersion is close to zero at a wavelength of 1.1μm，and the loss is 56.72dB/m and the nonlinear coefficient is 64.4W-1km-1.The optical fiber sensor and supercontinuum spectrum which can be applied to the near infrared band will generate.Key words：Photonic crystal fiber；High birefringence；Dispersion；Nonlinear refraction coefficient1992年J.Russell等人最早提出了光子晶体光纤（PCF：Photonic Crystal Fiber）的概念，随后不同结构、不同特性PCF被相继报道[1-3]。

《光子晶体光纤光栅折射率传感特性的研究》篇一一、引言随着科技的发展，光子晶体光纤（PCF）因其独特的光学特性和卓越的传感性能在光通信、光学传感和光子集成等众多领域得到了广泛的应用。

光子晶体光纤光栅（PCF-FBG）作为其重要组成部分，其折射率传感特性具有高度的灵敏度和准确度，具有非常广阔的应用前景。

本论文将对光子晶体光纤光栅折射率传感特性进行研究，并深入探讨其作用机制。

二、理论基础2.1 光子晶体光纤的介绍光子晶体光纤是由微观尺寸上的光学势产生的类似周期性变化的晶格结构的折射率调节出的晶格材料。

PCF的特性取决于它的光子带隙效应和散射效果。

2.2 光纤光栅的介绍光纤光栅是一种利用光纤材料的光敏性，通过紫外光照射形成的光栅结构。

它具有高反射率、高灵敏度等特点，常用于光纤通信和光学传感等领域。

2.3 折射率传感的原理通过检测外界物理参数对光纤光栅中传播光的干涉和反射信号的影响，来反映外部折射率的变化，即通过光波传播的变化实现折射率的测量。

三、PCF-FBG折射率传感特性的研究3.1 实验装置与实验方法我们采用先进的紫外写入技术制作PCF-FBG，并利用光谱仪和光源等设备进行实验。

通过改变外界折射率，观察PCF-FBG的反射光谱变化，从而研究其折射率传感特性。

3.2 实验结果与分析实验结果表明，PCF-FBG的反射光谱随外界折射率的变化而发生明显的变化。

这种变化与PCF的光子带隙效应和光纤光栅的干涉效应密切相关。

通过分析这些变化，我们可以得出PCF-FBG 的折射率传感特性具有高灵敏度和高准确度的特点。

四、PCF-FBG折射率传感特性的作用机制PCF-FBG的折射率传感特性主要基于其独特的光子带隙效应和光纤光栅的干涉效应。

当外界折射率发生变化时，PCF的光子带隙效应会受到影响，导致光的传播路径和传播速度发生变化。

同时，光纤光栅的干涉效应也会对光的反射和传输产生影响，从而改变反射光谱的形状和强度。

这些变化可以被检测并转化为电信号，从而实现对外界折射率的测量。

光子晶体光纤在光通信中的性能分析与优化研究光通信作为一种高速、高带宽的通信技术，已经在现代社会中得到广泛应用。

而光子晶体光纤作为光通信领域的一种新型传输介质，具有低损耗、大带宽和良好的模式抑制能力等优点，被广泛研究与应用。

本文将从光子晶体光纤的性能进行分析，并寻求相关的优化方法。

光子晶体光纤的性能分析中，一个重要的指标是光传输的损耗。

光子晶体光纤的损耗一般分为两种：本底损耗和弯曲损耗。

在设计和优化光子晶体光纤时，需要考虑如何降低损耗。

降低本底损耗的方法可以包括选择优质的材料、提高晶体的光子带隙和增加空芯直径等手段。

而弯曲损耗则可以通过改变光子晶体光纤的结构来减少。

另一个重要的性能指标是光子晶体光纤的带宽。

由于它的结构特殊，光在光子晶体光纤中的传播受到了尺寸的限制。

因此，如何增加光子晶体光纤的带宽成为了研究的关键。

可以通过改变光子晶体光纤的参数，如空芯尺寸和周期等来实现带宽的增加。

此外，利用非线性效应也是一种有效的方法，例如利用Kerr非线性效应来实现高带宽。

光子晶体光纤还需要考虑的性能指标包括：模式抑制比、调制响应速度和相干传输能力等。

模式抑制比是衡量光子晶体光纤对杂散模式的压制能力，通常需要通过改变空芯尺寸和结构参数进行优化。

调制响应速度是指光子晶体光纤对外界调制信号的响应速度，可以通过优化光子晶体光纤的材料和几何结构来改善。

相干传输能力指的是光子晶体光纤对光信号的保持能力，在光通信系统中，可以通过控制信号的相位来优化。

为了进一步优化光子晶体光纤的性能，在实际应用中需要考虑传输距离和连接性能。

传输距离的优化可以通过控制传输损耗、减小光子晶体光纤与其他光纤之间的连接损耗来实现。

而连接性能的优化可以通过改进连接的接口设计和加强连接的稳定性来实现。

除了性能分析，光子晶体光纤的设计和优化还需要考虑制备工艺和成本。

制备工艺的优化可以通过改进光纤的制备技术和加强质量管理来实现。

而成本的优化则需要考虑光子晶体光纤的材料费用、制备成本和系统集成成本等因素。

光子晶体光纤的特性及其应用研究的开题报告一、研究背景及意义光子晶体光纤是一种新型的光学器件，其特点是具有周期性的折射率结构，可以控制光在其中传输的方式。

与传统光纤相比，光子晶体光纤具有更低的损耗、更宽的带宽以及更好的模场分布，因此具有更广泛的应用前景。

目前，光子晶体光纤已被应用于通信、传感、超快光学等领域。

其中，最为重要的应用是在通信领域中作为高速光通信的传输介质。

随着人们对高速、大容量数据传输的需求不断增加，光通信技术已经成为一种非常有前途的技术。

二、研究内容本文将重点研究光子晶体光纤的特性及其应用。

具体内容包括：1. 光子晶体光纤的基本原理及其特性分析：介绍光子晶体光纤的基本结构、制备方法及其在光学通信中的应用，分析其优点和局限性。

2. 光子晶体光纤在光学通信中的应用：介绍光子晶体光纤在光学通信中的应用现状，包括在高速传输中的应用、在数据中心中的应用、在分布式传感中的应用等。

3. 光子晶体光纤在传感中的应用：介绍光子晶体光纤在温度传感、压力传感、气体传感等领域中的应用。

4. 光子晶体光纤的制备方法及其性能优化：介绍目前主要的光子晶体光纤制备方法，对其进行成本、工艺、性能等方面的比较和评价，并对光子晶体光纤的性能进行深入研究，探讨优化光子晶体光纤性能的方法。

三、研究方法本文主要采用文献调研和实验研究相结合的方法。

文献调研主要从国内外相关期刊、会议论文及专利中获取相关信息，对光子晶体光纤的基本结构、制备方法、性能优化、应用现状、发展趋势等方面进行系统整合和分析；实验研究主要针对光子晶体光纤的制备过程、性能参数测量等方面展开，通过实验探究光子晶体光纤的性能优化途径。

四、研究计划本研究计划分为以下几个阶段：第一阶段：收集相关文献资料，了解光子晶体光纤的基本理论和制备方法。

第二阶段：进行光子晶体光纤的制备实验，并对实验结果进行分析。

第三阶段：对光子晶体光纤的性能进行测试和分析，探讨其在通信和传感中的应用。

光子晶体光纤双折射特性的研究及应用的开题报告
（Note: This is a report in Chinese language.）
一、研究背景
随着通信技术的发展，光纤通信已成为现代通信的重要手段之一。

而光子晶体光纤作为一种新型光学材料，其具有光纤的基本优点同时又兼备了光子晶体的特有优点，具有光子晶体的带隙结构、高品质因子、宽的光谱带宽和巨大的色散等特点，因此光子晶体光纤已成为发展前景广阔的研究领域之一。

在光子晶体光纤的研究中，光子晶体光纤中的光纤双折射性质一直受到研究者的广泛关注。

光纤双折射现象指光在经过非对称光学介质时，传播方向发生变化的现象。

光子晶体光纤中的双折射现象与普通光纤不同，光子晶体光纤中的双折射作用是由光子晶体结构的调控所引起的。

二、研究内容
本次研究将研究光子晶体光纤在不同条件下的双折射特性，并探究其在通信、传感等领域中的应用。

具体包括以下几个方面：
1、利用有限元方法对光子晶体光纤的传输特性进行建模和仿真，分析光子晶体光纤中光的传输过程中的双折射现象。

2、研究不同光子晶体光纤结构中双折射的特性，包括直径、螺距、层数等结构参数对双折射的影响，并分析其机理。

3、探究光子晶体光纤的双折射特性在传感、通信等领域中的应用，比如利用光子晶体光纤制作温度传感器、压力传感器等。

三、研究意义
通过研究光子晶体光纤中的双折射特性，可以更好的揭示光子晶体光纤在光学传输中的行为规律，为其在通信、传感等领域中的应用提供理论依据。

此外，光子晶体光纤具有的高灵敏度、宽光谱带宽等特点也为其在传感、光学测量等领域中的应用提供了很多新的机会和可能性。

高双折射光子晶体光纤的双折射特性及其应用研究的开题报告【摘要】高双折射光子晶体光纤是一种具有特殊光学性质的光学纤维。

其制备过程涉及到光子晶体材料的制备和光纤的拉制工艺等多个环节。

本文将详细介绍高双折射光子晶体光纤的制备和双折射特性，并探究其在光传输和光学传感等领域的应用。

【关键词】高双折射光子晶体光纤；制备；双折射特性；应用。

【引言】光子晶体是由光学周期性介质构成的具有特殊光学性质的材料，在光学传感、光器件等方面具有广泛的应用。

其中光子晶体光纤是一种在光通信和光学传感等领域有着极高研究价值的新型光学纤维。

高双折射光子晶体光纤是其中一种，在光传输和光学传感等领域有着广泛的应用前景。

【正文】1、高双折射光子晶体光纤的制备高双折射光子晶体光纤的制备主要涉及到光子晶体材料的制备和光纤的拉制工艺等环节。

首先需要制备出高质量的光子晶体材料，这是制备高双折射光子晶体光纤的关键步骤。

然后通过拉制工艺将光子晶体材料制成光纤。

在拉制光纤的过程中，需要对温度、拉力等参数进行精细控制，以确保光纤质量的稳定性和光学性能的优异性。

2、高双折射光子晶体光纤的双折射特性高双折射光子晶体光纤是一种具有特殊光学性质的光学纤维。

其双折射特性是指在光纤中传输光的两个主要模式的折射率不同，导致产生了双折射现象。

双折射现象可以用来实现光路可调、光学分波器等光学元件，具有广泛的应用前景。

3、高双折射光子晶体光纤在光传输和光学传感中的应用高双折射光子晶体光纤具有宽带传输、低损耗、小尺寸等优点，因此在光传输和光学传感等方面具有广泛的应用前景。

其中，在光学传感方面，高双折射光子晶体光纤可以用来实现光学分波器、偏振调制器等光学元件，同时还可以用来实现光学传感器，如温度传感器、压力传感器、加速度传感器等。

【结论】高双折射光子晶体光纤是一种具有特殊光学性质的光学纤维，在光传输和光学传感等领域具有广泛的应用前景。

其制备过程需要精细控制多个环节，以保证光纤的性能稳定和优异性。

中红外硫系高双折射光子晶体光纤设计与分析硫系玻璃与石英玻璃相比具有低软化温度、良好成纤性和高非线性折射率,且可以在近红外及中红外波段透光等特性。

近年来,硫系玻璃高双折射光子晶体光纤备受关注,它能突破传统石英基质光子器件工作波长低于2μm拜的限制,在中红外光纤传感、光纤脉冲激光器以及全光网络的实现等领域有着重要的应用。

本文旨在设计新型的适用于中红外波段(3～5μm)硫系高双折射光子晶体光纤(HB-PCF,High Birefringence-Photonic Crystal Fiber)和单模单偏振光子晶体光纤(SPSM-PCF,Single Polarization Single Mode-Photonic Crystal Fiber),研究 HB-PCF 的双折射、有效折射率、拍长、色散、限制损耗和非线性系数等特性和SPSM-PCF的单模单偏振性质。

设计了三种新型的中红外硫系高双折射光子晶体光纤,椭圆V形高双折射光子晶体光纤、菱形孔高双折射光子晶体光纤和圆形包层菱形微孔芯高双折射光子晶体光纤。

使用时域有限差分法对所设计的光子晶体光纤进行数值计算并优化其结构参数。

结果表明椭圆V形光纤结构在最优参数为∧=1.7μm,b=0.85μm,ai=0.5μm,a2=0.28μm时,在波长5μm处双折射可达0.1177;菱形孔光纤结构在最优结构参数为∧=2.0μm,D=1.70μm,H=1.76μm,d=0.4μm时,在波长5μm处双折射可达0.1513,x偏振和y偏振方向上的非线性系数分别为3726w-ikm-1、2585w-ikm-1;菱形微孔芯光纤结构在最优参数为 d=2.2μm、∧=2.2μm、di=0.1μm、d2=0.16μm、∧’=0.40μm,在 3～5μm 双折射变化范围是0.1677～0.1637。

所提出的高双折射光子晶体光纤均属于高双折射水平,为研究新型背景材料的高双折射光子晶体光纤提供了参考。