光子晶体光纤(pcf)论文：高双折射多极法平坦色散有限元法准光子晶体光纤(pqf)

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1、光子晶体光纤（PCF）论文：高双折射多极法平坦色散有限元法准光子晶体光纤（PQF）【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】光子晶体光纤(PCF)作为一种新型的光学材料，由于其独特的性质和近乎完美的控制光波在其中的传输，引起了当前国内外的广泛关注与研究。首先，本文介绍了课题的研究背景，然后阐述了光子晶体光纤的研究现状及意义。接着简要介绍了光子晶体光纤所具有的许多奇异的特性,如无休止单模特性，可调的色散特性，高双折射特性，极强的非线性等。然后论文对于研究光子晶体光纤所用到的一些常见的数值分析

2、方法进行了简单的介绍和对比，本文主要运用多极法和有限元法对光纤进行理论研究和数值模拟分析。其次，本文提出了一种类蝶型高双折射低损耗PCF结构，并利用多极法对其基模的模场分布、双折射及限制损耗特性进行了数值模拟。所设计的PCF结构中外包层空气孔为四层，在波长为1.55μm处的双折射比传统的高双折射光纤(~5×10-4)高两个数量级以上，达到了1.06×10-2，限制损耗达到10-6dB/m。而具有较多层空气孔时,优化各结构参数，可得在1.55μm处双折射达到2.045×10-2，PCF的两偏振基模之间具有极高的损耗比，这一特殊特性对制作单模单偏振保偏光纤有明显的应用价值。所提出的P

3、CF结构在高双折射效应的实现、低损耗的光传输、光子器件的研制等方面有着独特的优势。接着本文提出了几种在较宽的通信区域色散平坦的准晶格光子晶体光纤（PQF），把双包层结构引入准晶格光子晶体，通过全矢量有限元算法的模拟软件COMSOL，分别研究了准光子晶体光纤的色散特性。数值模拟结果指出，通过调整各项参数,在1550μm附近较宽的波段内得到了具有宽带色散平坦的正、零和负色散平坦PQF。色散平坦光纤除可在波分复用通信系统以及光孤子的产生和传输中作为理想的传输介质外,还可在光学参变放大和优化一些非线性器件的性能方面有着重要的应用。【关键词】光子晶体光纤（PCF）；高双折射；多极法；平坦色

4、散；有限元法；准光子晶体光纤（PQF）；【篇名】两种光子晶体光纤的特性研究【目录】两种光子晶体光纤的特性研究摘要5-6Abstract6-7第1章绪论10-201.1课题的研究背景10-121.2光子晶体光纤的研究现状及意义12-131.3光子晶体光纤简介13-141.4光子晶体光纤的特性14-181.4.1高双折射特性15-161.4.2可调的色散特性161.4.3无截止波长单模传输特性16-181.4.4光纤模场的有效模式面积181.4.5极强的非线性特性181.5本文的主要研究内容18-20第2章采用的数值计算方法20-342.1光子晶体光纤常用的数值分析方法20-222.

5、1.1有效折射率法20-212.1.2有限差分法212.1.3多重散射法21-222.2多极法222.3有限元法22-322.3.1有限元法基本思路23-292.3.2全矢量有限元法29-312.3.3有限元软件对于PCF数值模拟的步骤31-322.4本章小结32-34第3章类蝶型光子晶体光纤的高双折射特性研究34-443.1引言34-353.2理论基础35-363.3结果与讨论36-403.3.1PCF结构模型及模场分布36-373.3.2对双折射的模拟分析37-383.3.3对限制损耗的模拟分析38-403.4空气孔层数的变化引起的性能变化40-423.5实验和相关工艺分析4

6、23.6本章小结42-44第4章基于准光子晶体光纤的色散特性研究44-544.1引言44-454.2结构模型与理论分析45-474.3模拟结果与讨论47-534.3.1对PQF1色散特性的模拟讨论47-504.3.2对PQF2色散平坦特性的模拟讨论50-524.3.3对结构参数容错能力的讨论52-534.4本章小结53-54结论54-56参考文献56-61攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果61-62致谢62-63作者简介63