C波段色散补偿光子晶体光纤的研究和设计

设计了一种新颖结构的双层芯色散补偿光子晶体光纤。此光纤在整个C波段具有高负色散特性。通过合理选取双层芯光纤的外层芯层数,同时优化孔间距和空气孔直径,设计的光纤在C波段的色散值在-520ps/(km.nm)和-390ps/(km.nm)之间近似线性变化,残余有效色散系数近似为零,相关色散斜率(RDS)在0.0032nm-1的色散补偿光纤,其RDS值与标准单模光纤匹配,有效模场面积优于常规色散补偿光纤,可以对其长度30倍以上、用于宽带传输的标准单模光纤进行良好的色散和色散斜率补偿。     

基于光子晶体光纤的宽带色散补偿光纤的设计

采用矢量光束传输法(VBPM)对小纤芯光子晶体光纤(PCF)的色散特性进行了数值分析,研究发现通过调节光子晶体光纤的结构参数可以灵活的对其色散补偿值进行调整,能够实现C L波段(1 530～1 565 nm)的宽带色散补偿功能,并且对标准单模光纤的色散斜率有很好的补偿.在∧=1.0μm,d/∧=0.7时,1 550 nm处的色散值可以达到-339.1 ps/(km×nm),相关色散斜率(RDS)可以达到0.003 2 nm-1,能够有效的对标准单模光纤进行色散斜率补偿.     

基于FDTD方法的光子晶体光纤色散特性分析

基于电磁场时域有限差分法(FDTD)计算光子晶体光纤(PCF)的方法, 分析了运用该方法时需要注意的一些问题, 特别是关于晶格位置、晶格上各个电磁场分量的分布以及完全匹配层(PML)中在边界处的电磁场的处理。以此为理论依据分析了一种纯石英材料双层芯PCF, 对这种光纤的传输特性进行了详细的数值模拟。通过调整光纤的结构参数, 设计出大负色散值的宽带色散补偿光子晶体光纤(DCPCF)。数值模拟结果显示在1530～1565 nm波长范围内其色散值在-400和-600 ps/(km·nm)之间变化, 达到了具有相同有效模面积的普通色散补偿光纤(DCF)的5倍。在整个C波段可以有效补偿长度25倍以上的标准单模光纤(SMF), 其色散剩余量在±1.0 ps/nm·km以内。该种结构的PCF对于制作高增益和宽带色散补偿于一体的集中式光纤放大器具有十分重要的意义。     

变孔径色散补偿光子晶体光纤的数值研究

文中利用有限差分法对光子晶体光纤的色散补偿特性进行了数值模拟.在常规光子晶体光纤(PCF)的基础上,变化了第二环的空气孔,增加了光子晶体光纤的结构参量变化的自由度.通过数值模拟,研究了新型光子晶体光纤包层结构参量与其色散之间的关系,并且通过优化得出低至-924.6 ps/nm/km的色散值,这在常规色散补偿光纤(DCF)中是不可能实现的.并且针对常规单模光纤色散特性,设计出合适κ值的色散补偿光子晶体光纤,色散值为-519.3 ps/km/nm,补偿能力远大于常规色散补偿光纤.     

宽带色散补偿光子晶体光纤的优化设计

设计了一种宽带色散补偿光子晶体光纤,此光子晶体光纤在整个C波段具有较大的负色散值,且其色散斜率值均为负值。通过合理选取光子晶体光纤的层数和孔间距,同时优化各层的空气孔直径大小,分别设计了在1 550nm附近的色散值为-425、-440和-400ps.km-1.nm-1;且色散斜率分别为-1.49、-4.31和-8.59ps.km-1.nm-2的宽带色散补偿光子晶体光纤。可以分别实现与G.652和G.655光纤的卡帕值和相对色散斜率相匹配,具有较好的宽带色散补偿能力。     

六角芯光子晶体光纤色散补偿特性研究

利用多极法的软件包对六角芯光子晶体光纤的色散补偿进行了数值模拟与分析,研究发现通过改变第一包层空气孔直径dO和空气孔间距A,可以灵活设计波长在1.55μm附近具有高色散值、负色散斜率和在短波长内单模传输的色散补偿型光纤.数值模拟和分析表明该光子晶体光纤在色散补偿型光纤方面具有广泛的应用前景.     

新型六角芯光子晶体光纤的色散补偿特性研究

文章利用多极法对新型六角芯光子晶体光纤的色散特性进行了数值模拟与分析,研究发现,通过改变第一包层空气孔直径和空气孔间距,可以灵活地设计波长在1.55μm附近具有高色散值、大的负色散斜率和能在短波长内单模传输的色散补偿型光纤.数值模拟和分析表明,该光子晶体光纤在色散补偿型光纤方面具有广泛的应用前景.     

光子晶体光纤色散特性的研究

基于标量近似理论,使用有效折射率方法对光子晶体光纤的群速度色散特性进行了详尽研究.由于光子晶体光纤是由单一材料制成,光纤的总色散便由波导色散决定,将群速度色散分为材料色散和波导色散,在分析光纤结构参数与波导色散关系的同时还讨论了剖面色散对总色散的影响.研究表明:调节光子晶体光纤包层空气柱的节距及其有效芯径,可以实现在很宽的波长范围内的单模传输,可以设计零色散光子晶体光纤和在较宽的波长段接近零色散的色散平坦光纤,以及具有较大正常色散的色散补偿光纤,尤其在零色散光纤设计时必须考虑剖面色散的影响.     

色散补偿双芯光子晶体光纤的数值研究

为了解决光纤通信系统中的色散补偿问题,提出一种新型的用于色散补偿的双芯光子晶体光纤,其构成材料是纯石英和空气,即在常规光子晶体光纤基础上变化包层第1圈和第3圈空气孔、增大了结构参量变化的自由度。采用平面波展开法对其色散补偿特性进行了数值研究,并模拟了包层结构参量与色散之间的关系,计算得出这种光纤的色散可以达到-1956.327ps·nm-1·km-1,能够补偿超过自身长度100倍的普通单模光纤。结果表明,双芯光子晶体光纤在色散补偿方面具有很大潜力,在未来光通信系统中将发挥重要作用。     

光子晶体光纤的色散特性分析

采用有效折射率模型分析了光子晶体光纤的色散特性，并给出了无限大空气玻璃微结构中基模的本征方程。分析结果表明光子晶体光纤具有奇异的色散特性，能在极大的波长范围内支持单模传输，在单模工作时可以具有反常波导色散。同时通过调整光子晶体光纤的结构参数(包括空气孔径和孔间距)可以移动零色散点的位置。最后讨论了大空气孔光子晶体光纤的特性及其在色散补偿中的应用。