光子晶体光纤光栅反射谱及时延特性研究

利用多极法对包层空气孔为正六边形对称结构光子晶体光纤的模式场进行了分析,计算出不同波长下基模的有效折射率,结合使用模式耦合理论和传输矩阵法对基于光子晶体光纤的布拉格光栅特性进行了计算和仿真,对比了常规单模光纤所成光栅与相同光栅周期的光子晶体光纤布拉格光栅反射谱及时延特性之间的差异.在此基础上,对光纤光栅的切趾特性进行了研究,选择不同的切趾函数,得出最佳切趾函数下光栅传输谱.理论计算和仿真结果表明,随波长增加,基模有效折射率下降,光栅谐振波长出现蓝移,采用啁啾化处理后,10 cm长光子晶体光纤光栅可以提供1 200 ps以上的线性时延.     

一种高双折射低限制性损耗光子晶体光纤设计

本文设计了一种适用于长距离光纤通信的新型光子晶体光纤。该光纤包层内椭圆形和圆形空气孔呈交错排列,纤芯两侧为两个小椭圆空气孔。利用有限元分析方法对所设计光纤的传输特性进行分析并对其结构进行了优化,确定了最佳结构。结果表明,波长为1550 nm时,此新型光子晶体光纤在最佳结构下可提供高达3.51×10^-2的高双折射和低至1.5×10^-9 dB/m的限制性损耗。与现存的引入椭圆形空气孔的光子晶体光纤相比,本文中的光子晶体光纤的双折射系数有较大提高,限制性损耗系数降低了5个数量级。另外,本文还详细研究了光子晶体光纤的色散随光子晶体光纤结构的变化以及其布里渊增益特性,并分析了其可制造性。基于其高双折射和低限制性损耗特性,此种光纤可应用于长距离光纤通信系统。     

啁啾光子晶体光纤光栅反射谱和时延特性研究

用有限元法和传输矩阵法,对基于包层空气孔为柚子型结构的光子晶体光纤啁啾光栅的反射谱进行了理论分析。通过对均匀光栅仿真结果与实验结果的对比,可知此方法是可行的。研究表明光子晶体光纤的啁啾光栅有多个明显的反射峰,并且分析了啁啾系数、折变量对各谐振峰带宽和反射率等的影响。计算结果显示,随着啁啾系数和折变量的增大,光栅反射谱呈规律变化,当啁啾系数增大到一定程度时几个反射峰会连到一起,形成一个大的反射带宽。同时对光栅基模反射谱对应的时延特性进行了研究,可知其同样具有比较平滑的时延曲线,可以用于色散补偿。     

三层外空气孔对光子晶体光纤非线性和色散的影响

在以1550nm为中心的宽带波长范围内设计了一种宽带低非线性色散补偿光子晶体光纤,采用矢量光束传输法数值模拟了包层中空气孔层数、空气孔直径和空气孔节距对于其色散和非线性特性的影响.计算结果表明,内六层空气孔对于其色散与非线性特性有较强影响.通过优化调节第四到六层空气孔的直径和空气孔节距,设计了在以1550 nm为中心的100 nm带宽波长范围内对相当于自身长度190倍的普通单模传输光纤进行色散补偿的光子晶体光纤(色散补偿偏移率保持在0.5%以内),在此宽带波长范围内保持非线性系数低于3 W-1·km-1.     

太赫兹波段塑料光子晶体光纤的特性分析

本文利用有限元法对太赫兹波在塑料光子晶体光纤中的传输特性进行了模拟,分析了光纤结构与基模有效折射率、波导色散、基模有效面积的关系,给出了本文设计结构下,塑料光子晶体光纤的传输特性随空气孔径、孔间距等参数变化的规律。     

非空气-石英结构PCF的带隙特性分析

光子晶体光纤是近十来年兴起的一个新兴的研究领域,是现今纤维光学的研究重点,光子带隙特性是光子晶体光纤区别传统光纤的主要特征。本文利用全矢量平面波展开法对非空气-石英结构PCF的带隙特性进行分析,并且重点讨论空气孔内填充介电材料对光子带隙存在的影响。     

光子晶体光纤研究与应用

光子晶体光纤是由光子晶体的概念发展而来的一类多孔微结构光纤,是近20年来新型光纤研究的热点。由于具有独特的结构和光学特性,光子晶体光纤在非通讯领域的应用受到广泛关注。对光子晶体光纤的分类、导光机制、制备工艺、光纤特性和研究进展作了综述,介绍了光子晶体光纤在超连续谱光源、光纤激光器、光纤传感器等方面的应用。     

稀土掺杂钇铝石榴石晶体激光光纤的研究进展

受激布里渊散射(SBS)和热管理限制了玻璃光纤在光纤激光器中极限输出功率的提高.钇铝石榴石(YAG)晶体光纤结合了晶体和光纤的优点,相较于玻璃光纤,它的SBS增益系数低得多,可以有效地减小非线性效应和热损伤,为光纤激光器研究提供了新的方向.YAG晶体在达到熔点(1970℃)后会迅速熔化成低粘度液体,不利于晶体光纤的制备;制备YAG晶体纤芯/玻璃包层的复合光纤是研究YAG晶体光纤的主要方法,但是存在YAG晶体纤芯玻璃化、纤芯与包层间的成分扩散以及数值孔径过大的问题;未掺杂的YAG晶体作为稀土掺杂的YAG晶体纤芯的包层生长困难,有待于进一步研究.目前多采用激光加热基座生长技术(LHPG)和微下拉法(μ-PD)制备YAG晶体光纤,且制得的光纤质量较好;对YAG晶体光纤的研究,重点在于采用折射率、热膨胀与YAG晶体相匹配的玻璃或晶体作为包层,并探索复合工艺,减小数值孔径和减少纤芯与包层间的扩散,现有文献报道的最大输出功率达到590 W.本文介绍了几种YAG晶体光纤的制备方法,对国内外关于无包层稀土掺杂YAG晶体光纤、玻璃包层稀土掺杂YAG晶体复合光纤、YAG晶体包层晶体光纤及YAG晶体光纤与传统无源光纤器件的熔接的研究现状进行了综述,并对目前的研究状况进行了总结与展望.     

Band Gap Characteristic and Transmission Spectrum of Ring-shaped Holes Photonic Crystal in THz Range

采用平面波展开法研究了2D三角晶格空气孔型光子晶体的带隙结构和空气环型光子晶体的完全带隙。结果发现空气孔半径R从0.41a到0.49a之间变化时,空气孔型的完全带隙会越大;在同一空气孔半径(R=0.41a~0.47a)下空气环型结构都能得到比空气孔结构更宽的完全带隙,得到最优参数R=0.47a,r=0.133a下的完全带隙为0.1698THz,是空气孔结构的1.15倍。使用时域有限差分法研究了空气环型结构的透射谱,根据计算结果设计了(0.7198~0.8655)THz波段的滤波器。     

Yb^3＋掺杂双包层光子晶体光纤制备研究

本文报道了国内自行研制和制备的以高功率光子晶体光纤激光器为目标的Yb3+掺杂双包层光子晶体光纤.给出了Yb3+掺杂多组分玻璃芯棒和以此为芯的双包层光子晶体光纤的制备流程,工艺和关键技术.对制备的Yb3+掺杂多组分玻璃、双包层光子晶体光纤进行-系列的物理属性、热学和光谱测试,并通过计算分析得到相对优秀的掺杂多组分玻璃配方(Yb3+-(2 mol%)-SiO2(70 mol%)-MgO-CaO-BaO-Li2O-Al2O3(2 mol%)).样品中的Yb3+掺杂双包层光子晶体光纤具有结构规则传光性能良好等优点,为自行开发高功率光子晶体光纤激光器提供材料器件基础.