保偏光子晶体光纤特性研究

《保偏光子晶体光纤特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第17卷增刊2006年6月靴电子·激光JournalofOptoelectronics·LaserV01．17Suppl．2006保偏光子晶体光纤特性研究’宋朋1，张璐1，江山2，刘水华2，赵圣之1(1．山东大学信息科学与工程学院，济南，250100；2．武汉邮电科学院光迅公司，武汉，430074)摘要：采用全矢量模型和超格子法分析一种具有大孔缺陷的高双折射光子晶体光纤。其包层采用两种尺寸的空气孔，使该光纤具有二重旋转对称性，原来简并的两个正交偏振模不再简并，呈现出较高的双折射。模式双折射比传统保偏光纤至少高一个量级。分析结果表明，在波长1550nm处，其拍长可达3．26mm。理论分析结果与实

2、验测量结果相吻合。关键词：光子晶体光纤；超格子法；双折射；走离参数；拍长CharacteristicsofPolarization—maintainingPhotonicCrystalFibersSongPen91，ZhangLul，JiangShah2，LiuShui—hua2，ZhaoSheng—zhil(1．SchoolofInformationScienceandEngineering，ShandongUniv．，Jinan250100，China；2．WuhanResearchInstituteofPostandTelecom．Wuhan430074．China)Abstract：A

3、fullvectormodelandthesupercelllatticemethodareusedtOanalyzethepropertiesofakindofhighbirefringencephotoniccrystalfiber(PCF)havingbig—holedefect．Two—foldrotationalsymmetryisintroducedintothefiberstructurebycreatingaregulararrayofairholesoftwosizesdisposedaboutthepuresilicacore．ThedegeneracyoftWOortho

4、normaIpolarized—modesofthefundamentalmodewasremoved．ThisleadstOamodalbirefringenceofatleastoneorderofmagnitudehigherthanthatofcon—ventionalhighbirefringencefibers．Abeatlengthof3．26mmisobtainedat1550nm．Thenumericalre—suitsareinverygoodagreementwiththeexperimentresults．Keywords：photoniecrystalfiber；su

5、percelllatticemethod；birefringence；walk—offparameter；beatlength1引言保偏光纤j¨对线偏振光具有较强的偏振保持能力和与一般单模光纤极好的兼容性，所以在光纤通信和传感系统中得到了越来越广泛的应用。光子晶体光纤(PCF)拥有许多独特的性质，如：无尽单模运转、可见或近红外区零色散波长、高双折射、大有效面积单模运转和小有效面积高非线性等[2“】。折射率导模型PCF的包层中周期排列着空气孔，通过改变部分周期性空气孔的大小或位置，可以灵活地设计各种对称或非对称结构，实现极高双折射的PCF[5捌，这为实现制作高性能保偏光纤提供了新的可能。对PCF

6、的研究目前还没有成熟的理论模型。*基金项目：国家”973”项目资助课题(2003CB314907)电磁场计算的常用方法如传输矩阵法、有限时域差分法和有限元法，均可用于分析PCF，但是由于这些方法的通用性、算法过程和程序设计比较复杂，对计算条件要求较高。超格子法[7]合理地应用了模场在缺陷位置的局域性，极大地提高了计算效率。选取适当参数，该算法精度比较高，计算速度比较快，易于在目前的PC机上实现计算。本文采用全矢量模型和超格子法，对带大孔缺陷的保偏PCF进行了分析，计算得到了保偏PCF的传播常数、模场分布和偏振特性等参数。理论计算与实验结果相符。2理论模型本文研究的带大孔缺陷的保偏PCF如图1所

7、·234示，包层为纯石英材料，按三角结构沿轴向周期排列着圆空气孔，孔距为A，在光纤中心的位置，缺少1个空气孔而形成一个六角芯区。包层的空气孔采光电子·嫩辫2006年第17卷用两种尺寸，小孔孔径为d。；作为缺陷的两个大孑L沿X方向分布在六角芯区的两侧，孔径为d。。o图1带大孔缺陷的保偏PCF的横截面图和示意图按照全矢量模型，对于纵向均匀的光波导，如果不考虑由于横向尺寸有限而导致的限制损耗和其它损耗，