光子晶体光纤色散补偿研究

从光脉冲在光纤中的传输过程分析着手,在理论和数值模拟两方面研究了光子晶体光纤的色散补偿特性作用。结果表明,利用光子晶体光纤进行色散补偿时,光子晶体光纤要选择合适的二阶色散系数,同时脉冲的输入峰值功率对其色散补偿也有影响,为保证补偿后脉冲的质量,补偿用光纤的长度尽量小。     

色散平坦光子晶体光纤色散和非线性特性研究

采用矢量波束传播法(BPM) 对不同结构参量的光子晶体光纤的色散和非线性特性进行数值分析,计算色散平坦光子晶体光纤的参量色散系数D,有效模场面积 和非线性系数 。分析D, 与色散平坦光子晶体光纤结构参量空气孔间距 、空气孔直径 之间的关系。分析结果表明,调节色散平坦光子晶体光纤的结构参量可以灵活地调整色散和非线性特性。得到的色散平坦光子晶体光纤在1300nm到1600nm波长范围内,色散值仅在-1.5 左右,非线性系数都大于19 。     

高非线性色散平坦光子晶体光纤的理论研究

为了研究光子晶体光纤结构参数对非线性系数及色散特性的影响,采用全矢量等效折射率模型,进行了理论分析,研究发现,通过调节结构参数可以灵活设计波长在820nm附近具有较大非线性系数和较低色散值的高非线性色散平坦光子晶体光纤。结果表明,高非线性色散平坦光子晶体光纤的研究前景十分可观。     

基于光子晶体光纤的色散补偿和色散平坦技术

本文介绍了在各种结构参数下光子晶体光纤的色散特性，总结了实现光子晶体色散补偿光纤和光子晶体色散平坦光纤的各种设计方法。利用光子晶体光纤结构设计的灵活性，可以设计出具有各种色散曲线的光子晶体光纤，而这些光纤大略可以分成两类：空气孔直径大小一致的普通光子晶体光纤和空气孔直径大小变化的光子晶体光纤。从数值仿真的结果来看，如果选择适当的空气孔分布结构，空气孔直径大小变化的光子晶体光纤可以具有非常优异的色散补偿和色散平坦特性。这些数值仿真为实际的光子晶体的制作提供了参考。     

高非线性色散平坦光子晶体光纤的理论研究和数值模拟

利用全矢量等效折射率模型计算了空气孔间距、空气穴半径、空气填充率对非线性系数以及色散特性的影响,通过计算发现空气填充率主要影响色散曲线的形状和变化趋势,孔距A主要影响具体的数值大小,调整孔距可以改变曲线零点的位置。非线性系数随空气穴半径r的增大而增大,随孔距A增大而减小,当空气填充率一定时,即孔距A和半径r同时增大时,非线性系数却是减小的,这说明空气穴节距对非线性系数起主要作用, 最终设计出了几种不同特性的820nm处高非线性色散平坦光子晶体光纤。     

一种新型圆形掺杂光子晶体光纤负色散特性的分析

针对目前使用的光纤中普遍存在的色散问题,利用有限元法并结合COMSOL Multiphysics仿真软件设计了一种双芯圆形液体掺杂的光子晶体光纤。研究结果表明,随着空气孔直径d₁与空气孔层间距Λ的比值d₁/Λ变小,有效折射率的最大变化率和色散逐渐向长波长方向移动;随着中心孔直径d₂变大,有效折射率的最大变化率和色散的最小值也逐渐向长波长方向移动;此外,随着掺杂液体折射率n_L增大,有效折射率的最大变化率和色散的最小值同样逐渐向长波长方向移动。当Λ=1550μm、d₁/Λ=0.7、d₂/Λ=0.833以及n_L=1.753时,可在1550 nm处获得-132720 ps·nm^-1·km^-1的大负色散值。     

高非线性色散平坦光子晶体光纤的研究

利用矢量等效折射率法计算了空气孔间距和空气填充率对非线性系数以及波导色散的影响,通过计算发现孔间距对波导色散曲线的走向起决定性作用,而空气填充率的影响主要是使得波导色散大小和位置发生变化,同时减小孔间距以及增大空气填充率都会提高非线性系数,最终设计出了几种不同特性的800nm处色散平坦高非线性光子晶体光纤。     

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。     

八边形光子晶体光纤色散及非线性的研究

设计了一种多包层正八边形结构光子晶体光纤,研究了空气孔直径、孔间距对色散及非线性的影响;通过优化结构参量,理论上实现了在1.47~1.6μm波长范围色散值在±0.2ps/(km·nm)之间波动;在波长1.55μm处非线性系数值高达40.5(1/W·km)。获得了在1550nm附近具有平坦色散和高非线性双零色散光子晶体光纤,为研究非线性效应提供了一定的理论基础。     

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。     

Highly nonlinear and highly birefringent dispersion compensating photonic crystal fiber

This paper presents an optimum design for highly birefringent hybrid photonic crystal fiber (HyPCF) based on a modified structure for broadband compensation covering the S, C, and L-communication bands i.e. wavelength ranging from 1460 to 1625 nm. The finite element method (FEM) with perfectly matched layer (PML) circular boundary is used to investigate the guiding property. It is demonstrated that it is possible to obtain broadband large negative dispersion, and dispersion coefficient varies from −388.72 to −723.1 ps nm⁻¹ km⁻¹ over S, C and L-bands with relative dispersion slope (RDS) matched to that of single mode fiber (SMF) of about 0.0036 nm⁻¹ at 1550 nm. According to simulation, a five-ring dispersion compensating hybrid cladding photonic crystal fiber (DC-HyPCF) is designed that simultaneously offers birefringence of order 3.79 × 10⁻², nonlinear coefficient of 40.1 W⁻¹ km⁻¹ at 1550 nm wavelength. In addition to this, effective area, residual dispersion, and confinement loss of the proposed DC-HyPCF are also reported and discussed.     

高非线性光子晶体光纤非线性系数的分析

文章采用全矢量有限元法(FVFEM)对不同结构参数的光子晶体光纤(PCF)进行数值分析,得出了基模模场分布,进而计算出高非线性PCF非线性特性的两个重要的基本物理量:有效面积Aeff和非线性系数γ,并分析了Aeff和γ与PCF的结构参数空气孔直径d和空气孔间距Λ之间的关系.     

高非线性平坦色散光子晶体光纤的研究

为了研究最内层空气孔的大小以及空气孔的占空比改变对光子晶体光纤的非线性系数、色散的影响,采用全矢量有限元方法,进行了理论分析和实验验证,取得了非线性系数、色散系数随频率和结构参量的变化数据。结果表明,三角晶格结构的非线性系数大,色散较平坦,能够在400nm~1160nm保持单模传输,非线性系数达到172km-1·W-1,在0.65μm~1.0μm范围内具有超平坦色散。这一结果对光通信领域的研究是有帮助的。     

双芯光子晶体光纤的带隙及色散特性

为了研究双芯光子晶体光纤的带隙和色散特性,采用平面波展开法计算了双芯光子晶体光纤的带隙特性,当相对孔径d/A≥0.2时,归一化传播常数βA的增大,导致光子禁带宽度增加,利用空气导光的工作波长范围越大。并采用全矢量模型分析了双芯PCF的色散特性,得到了通过适当调整光纤的结构参量,可以获得灵活的色散特性的结果。当孔距A=2μm、相对孔径d/A=0.4时,在波长1.55μm附近,获得近480nm的超平坦色散区;随着相对孔径和孔距的增大,零色散点向短波长方向移动。这为制作高效传输光信号和高性能的保偏光纤提供了一个有效途径。     

Novel design of highly nonlinear photonic crystal fibers with flattened dispersion

Novel highly nonlinear photonic crystal fibers(HN-PCFs) with flattened dispersion are proposed by omitting 19 air holes as the fiber core.The simulation results show that the high nonlinearity and the flattened dispersion can be achieved simultaneously by employing only two types of air holes in the cladding.To reduce the confinement loss,the modified designs are presented.The confinement loss is below 0.1 dB/km at 1.55 μm,when seven layers of air-hole rings are introduced to the cladding.After modifying,the dispersion can change from-0.5 ps/(nm.km) to+0.5 ps/(nm.km) in the range from 1.35 μm to 2.06 μm,and the effective mode area is as low as 2.27 μm 2 at 1.55 μm.     

Proposal for dispersion compensating square-lattice photonic crystal fiber

A dispersion-compensating square-lattice photonic crystal fiber for broadband compensation which covers the S, C and L communication bands, i.e. wavelength ranging from 1 460 nm to 1 625 nm is proposed in this paper. Theoretically, it is shown a negative dispersion coefficient of about-595 ps/(nm·km) to-1 288 ps/(nm·km) over S to L bands and-975 ps/(nm·km) at the operating wavelength 1 550 nm. The relative dispersion slope is perfectly matched to that of conventional single-mode fiber of about 0.003 6 nm^-1. Besides the proposed photonic crystal fiber shows the large nonlinear coefficient of 61.88 W/km at the operating wavelength of 1 550 nm. Moreover, the variation of structural parameters is also studied and discussed here.     

光子晶体光纤研究

光子晶体光纤以其灵活的结构设计和高非线性、平坦色散、高双折射等独特光学特性吸引了越来越多的关注.简单介绍了光子晶体光纤的分类,导光机理,详细讨论了其相关光学特性,最后介绍了光子晶体光纤的研究进展.     

光子晶体光纤的色散特性分析

为了探讨靠近纤芯区域的第1层、第2层和第3层空气孔的直径对光子晶体光纤色散特性的影响,采用有限元法进行了理论分析.结果表明,适当调节第1层、第2层和第3层空气孔的直径,可以使零色散点在1100nm-1800nm之间的任何位置上移动.还可以设计在1270nm～1800nm较宽的波长范围内接近零色散的色散平坦光子晶体光纤.这一结果对光子晶体光纤的设计具有重要的作用.     

Design of photonic crystal fibers with anomalous dispersion

Photonic crystal fibers (PCFs) have attracted greatattentionin recent years due to their interesting proper-ties ,such as endless single-mode operation,unique dis-persion and nonlinear characteristics[1 ,2].It has been re-ported that PCFs offer a wide range of potential applica-tions ,such as 2Rregenerators ,optical parametric ampli-fiers ,dispersioncompensationandsuper-continuumgen-eration[3].Also called holey fibers or microstructure fi-bers ,PCFs are optical fibers possessing periodic a…     

A novel multi-waveband dispersion compensating fiber based on hybrid photonic crystal fiber

In view of dispersion compensating in multiple wavebands at the same time, this paper proposes a novel multi-waveband dispersion compensating fiber (DCF) based on hybrid photonic crystal fiber (PCF). The proposed fiber can compensate multiple wavebands at the same time. The mechanism of the multi-waveband dispersion compensation is analyzed, and the different material-filled structure is discussed numerically. The simulation results show that the multi-waveband DCF can compensate multiple wavelengths at the same time. By a reasonable design, this fiber can replace the multi-dispersion compensating system composed by cascaded multiple devices, and minimize the loads of the system in an efficient way.