带隙型光子晶体光纤研究与应用

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1、带隙型光子晶体光纤研究与应用目录●PBG-PCF的典型结构●PBG-PCF的导光机制●PBG-PCF的特性PBG-PCF的典型结构通过改变空气孔大小、间距、排列形状以及向空气孔中填充不同介质等方法来设计具有不同特性的PBG-PCF。◆蜂窝(Honeycomb)状PBG光纤◆空心(Hollow-core)PBG光纤◆高折射率棒(High-IndexRods)PBG光纤◆全导向(Omniguide)PBG光纤◆蜂窝状PBG光纤：蜂窝结构的包层相对于三角形结构来说，可以以更小尺寸的空气孔获得光子带隙。其特点是，能量场只要集中在硅材料区域，并且非线性耦合系数相当

2、大。◆空心PBG光纤：这种结构决定了光波更容易注入光纤，导入光与纤芯材料相互作用受到抑制。传递功率大幅提高且无色散效应。◆高折射率棒PBG光纤：空心孔的位置由高折射率材料代替。光线中心的硅缺陷现在形成了低折射率的纤芯，通过光子禁带效应捕获导摸，将光波限制在其中。大大降低耦合损耗。◆全导向PBG光纤：其特点，通过折射率不同的同心圆形介质的多层反射，光被限制在中心的空气孔中。有利于色散补偿。导光机制PBG-PCF的导光机制由波导条件决定，将沿着光纤轴方向的波矢量k的分量定义为传播常数β，β=kncosθ，n为材料的折射率，k=2π/λ，λ为真空中的波长，光在

3、折射率为n的材料中传播与光纤轴的夹角为θ。传播常数β决定光在波导中是传播还是倏（shu）逝。传播常数β位于kn1>β>kn2时，传统的全内反射波导受抑隧道效应的光子带隙波导kn1>β>kn2，即光传播在高折射率n1(βkn2)层中是倏逝波。因此，高折射率层n1就起到了全内反射的波导作用。光会在相邻高折射率层之间的共振隧道中发生泄漏，通带的宽度依赖于这些层之间的耦合强度。如果具有不同宽度的某一高折射率芯层支持带隙内具有β的一个模，则它不会与其它层发生共振，通过隧道效应的光漏泄受到抑制。因而该模会通过光子带隙的受抑隧道效

4、应形式严格传导。布喇格光子带隙波导当β