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1、平坦色散光子晶体光纤的研究专业学号姓名指导老师摘耍木文提出了一种复合六边形空气孔格点光子晶体光纤，其包层是山两种不同大小的空气孔组合而构成的。结果表明,通过调节包层中两种不同尺寸的空气孔的人小以及孔间距这三个参量，可以得到不同水平的平坦色散曲线，艾至超低超平坦的色散曲线。在孔间距A取2.1pm小尺寸空气孔直径d1=d2=d3=O.58pm,大尺寸空气孔直径d4=d5=d6=l的条件下,徃1.40pm〜1.60pm的波长范围内得到了土1.8pskm'-nm'的色散。关键词：光子晶体光纤色散AbstractAnewphotoniccrystalfiber(PCF)
2、withcompositehexagonalairholelatticeisproposedandanalyzed・Wenumericallydemonstratethattheflatteneddispersionofdifferentlevels,eventhenearlyzeroultra-flatteneddispersioncharacteristicscanbeachievedthroughoptimizingthreegeometricalparameters,twoforair-holediametersandoneforholepitch・A
3、sanexample,thedispersionis±1.8pskml-nm1from1.40pmto1.60pmwavelengthwhenA,di=d2=d3andd4=d5=d6are2.1pm,0.58pm,1.9pmrespectively.Theflatteneddispersionfeaturemakesitsuitableforthewavelength-divisionmultiplexingcommunicationsystemsandnonlinearoptics.Keywords：photoniccrystalfiber、dispers
4、ion1•绪论光了晶体光纤（PCF）,包层由包围着实芯或空芯在横向上周期分布的空气孔构成。它是一种二维的光了晶体，芯区在横向上作为缺陷使得光被横向限制而纵向传播。按传导光的机理分为：折射率引导型（全内反射型）PCF和光子带隙型PCF（简称光子带隙光纤）。由丁咆层中空气孔微结构设计灵活，PCF具有无截止单模、人模场面积、极强的非线性效应、高双折射效应、色散灵活可控制等诸多优良特性，在光纤通信系统小，影响光纤传输的主要因索：损耗和色散⑺。PCF的概念是rtlRussell等人在1991年首次提出。在1996年，英国南安普顿人学的J.C.Knight等人研制岀卅界上
5、第一根PCF,之后在光纤通信和光学研究领域中，PCF引起了全世界的普遍兴趣。PCF以其独特的结构和奇异性能，为光纤通信提供了一种新型的光传输介质和光器件。我们相信，随着PCF的导光理论、制造工艺、性能测量和施工技术的不断完善，光子品体光纤定会成为光纤通信系统中的卜一代光信号传输介质和光器件。xooomoox木文设计了一种包层具有六层空气孔的光了晶体光纤，如图1所示，仅由两种不同大小的空气孔组合构成，其中内部三层空气孔直径是相同的，因此制作过程简单，具有较好的实用价值。通过分别调节内三层空气孔的参数和外三空气孔的直径，最终设计出了在通信波段具冇近零平坦色散特性的
6、光了晶体光纤。此时，能量很好地被束缚在纤芯屮。光了晶体光纤的色散特性Z所以可以调节，主要是由于通过改变英结构参数：如孔径d和节距A,可以改变包层的等效折射率，进而改变纤芯传输模的有效折射率。图1.双包层六边形的横向截面图2•理论基础光了晶体光纤的色散D能够简单地由下列公式计算出:其中C是真空中的光速，Re代表实部，是有效模折射率。通过冇效折射率实部，可计算色散；通过冇效折射率虚部，可计算损耗。光了晶体光纤的色散特性之所以可以调节，主要是由于通过改变其结构参数：如孔径d和节距A,可以改变包层的等效折射•率，进而改变纤芯传输模的有效折射率。以下我们讨论了自由变量分
7、别变化时，色散系数D随波长久的变化情况。3•模拟分析3.1色散随山、d2、山、X单独的变化关系-30-401.31.41.51.61.71.8Wavelength/pm图2.各层空气孔直径对色散的影响30201OO-10-20(EFEWSd二o图2给出了di>d2依次单独变化为1.Opm和山单独变化为1.5pm吋光子晶体光纤的色散特性随波长的变化曲线。从图中可以看出,山变化对PCF色散特性的影响最大,d2次之,两者的变化分别使PCF的平坦色散波长向左平移了约0.2pm和0.25pm；仏的变化基本上对PCF的色散特性没有影响,d4为1.5pm时,PCF的色散曲线
8、在矩波段和中波段近乎一致。因此我们得出
