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。     

双芯光子晶体光纤的色散特性研究

文中利用FDTD方法模拟了光波在双芯光子晶体光纤中的色散特性。给出了FDTD方法的理论基础和仿真结果,同时分析了色散特性与占空比的关系,在相同的空气孔间距条件下,占空比越大,反常色散峰值越大,峰值色散点往短波区域移动。     

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。     

保角变换FDTD算法的数值稳定性与数值色散

本文提出了新的保角变换ＦＤＴＤ算法,推导了保角变换ＦＤＴＤ算法的时间稳定性和数值色散方程。此外,本文以圆波导为例了不同网格下ＴＥ模数值波长的相对误差。分析了不同传播常数和对极点不同半径的半圆电壁近似下数值波长的相对误差,通过适当地选择网格数,可得到高精度。     

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。     

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.     

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。     

光子晶体光纤中自陡效应对红移色散波的影响

基于光子晶体光纤中脉冲演变遵循的非线性薛定谔方程,用数值方法研究了三阶色散为负的情形下,自陡效应对红移色散波的影响.结果表明:由于红移色散波产生的机理不同于蓝移色散波,自陡效应对红移色散波的影响并不显著.     

光子晶体光纤的色散特性及其应用

从光子晶体光纤的结构出发介绍了光子晶体光纤的各种奇异色散特性,包括可见光波长的零色散,近零超平坦色散和高负色散,及其潜在的应用,并介绍了目前色散测量的各种方法。     

保角变换FDTD算法的数值稳定性与数值色散

本文提出了新的保角变换FDTD算法,推导了保角变换FDTD算法的时间稳定性和数值色散方程。此外,本文以圆波导为例计算了不同网格下TE模数值波长的相对误差,分析了不同传播常数和对极点不同半径的半圆电壁近似下数值波长的相对误差。通过适当地选择网格数,可得到高精度。     

PML吸收边界的时域有限差分法的数值色散研究

PML吸收边界以其优异的吸收能力与效果而倍受人们的关注。本文针对运用PML吸收边界的时域有限差分法的数值色散问题进行了研究,并得到了较为满意的结果,PML吸收边界在有效减少电磁 波在边界上的反射的情况下,并没有带来对数值色 散的不良影响。     

基于自适应遗传算法的FDTD中完全匹配层的设置方法

针对时域有限差分算法进行电磁场数值求解时的PML吸收边界层的设置问题,给出了利用自适应遗传算法对吸收层的电导率进行优化确定吸收层电导率的方法,得到了相同激励源下吸收效果最佳的吸收层各层电导率值,该值只是经典边界电导率取值的边界反射场值的1/5不到,而且随着计算时间的增长,吸收稳定性增强,可以更加准确地进行电磁场数值模拟。     

光子晶体光纤的应用和进展

光子晶体光纤(PCF)和普通光纤相比，具有宽带单模特性、超大数值孔径、独特的色散性和超连续光谱等特性。介绍了PCF的原理，讨论了PCF的各个特性以及相应的应用和研究进展。     

用于色散补偿的双芯光子晶体光纤设计

WDM系统的传输速率受单模光纤(SMF)中色散D的制约.针对WDM系统中的色散补偿问题,本文提出了一种新型的用于色散补偿的双芯光子晶体光纤(DCPCF),其构成材料是纯石英和空气.采用高斯--厄密函数法计算了此DCPCF的模场和等效折射率,理论模拟表明这种DCPCF的色散可达-18000 ps/(nm.km),并可补偿超过自身长度1000倍的普通单模光纤.     

Spectrally Sliced Pulse Source Based on Supercontinuum Generation in Dispersion-Flattened Photonic Crystal Fiber

Designed is dispersion-flattened photonic crystal fiber（PCF） with small normal dispersion for generating flat wideband supercontinuum （SC）, and demonstrated is spectrally sliced pulse source which utilizes supereontinuum generated in dispersion-flattened photonic crystal fiber. The results show that the fiber characterized by flattened dispersion with small normal dispersion is suitable for flat wideband supercontinuum generation. In the process of spectral broadening, self-phase modulation plays a dominant role. By filtering the supercontinuum, multi-wavelength pulses can be obtained over a wide spectral range.     

光子晶体光纤色散特性与结构关系的研究

利用基于多极法的数值模拟软件包对光子晶体光纤色散特性进行数值模拟和分析,发现通过改变包层空气孔直径d和空气孔间距A可以有效地调节光子晶体光纤的色散特性,即短波长零色散、近零超平坦色散和大负色散,得到了三种色散特性随光纤结构变化而变化的规律.     

光子晶体光纤在光通信中的色散补偿应用

通过合理设计可使光子晶体光纤具有较大的负色散,利用这一特性可以制作新型光纤器件,用于现代光纤通信系统的色散补偿,这可大大缩短色散补偿光纤的长度。阐述光子晶体光纤在现代宽带光通信系统的色散补偿技术中的应用潜力,并说明如何设计光子晶体光纤的几何结构来补偿目前商用光通信系统中传输光纤的色散。     

光子晶体光纤的原理、应用和制作

光子晶体光纤是一种新型光纤,它与传统光纤相比在结构和性能上有显著的差别和优势。简要分析了光子晶体光纤的原理,并介绍了其特性、应用、分析和制作方法。     

Tapered photonic crystal fiber for supercontinuum generation in telecommunication windows

We numerically studied supercontinuum generation in a tapered photonic crystal fiber with flattened dispersion properties.The fiber was weakly tapered to have normal dispersion at wavelengths around 1.55 μm after a certain distance.We pumped 4 ps pulses with low peakpower and found that flatly broadened, wideband supercontinuum was generated in telecommunication windows.Furthermore, we also demonstrated the effects of tapered length and pulse width of the pump pulse on supercontinuum generation.