椭圆高双折射光子晶体光纤的双折射及损耗研究

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4、uangyonglinApril2016摘要自从90年代后，光子晶体光纤（PCF）在光纤通信领域的应用引起了极大地关注。光子晶体光纤是一种新型的传输光纤，具有传统光纤不具备的高双折射，低损耗、色散可调、非线性高等特点。本文中设计了一种主要基于椭圆型包层结构的光子晶体光纤，并研究了这种光纤的双折射特性和限制损耗。研究了对该高双折射光子晶体光纤的空气孔填充不同的热敏材料，利用乙醇填充的PCF制作温度传感器。本文中主要研究了以下内容。（1）介绍了光子晶体光纤提出、发展演变的过程。论述了光子晶体光纤的分类，以及各种

5、制备过程。研究了光子晶体光纤的各种特征参数，如有效折射率，双折射率，限制损耗，色散特性等。介绍了光子晶体在传感器件中的应用。（2）分别介绍了各个常用的光子晶体光纤的理论分析方法；介绍了论文设计时会使用到的COMSOL和Matlab软件，用于分析新型结构的光子晶体光纤的特性。（3）提出了一种新型的椭圆型包层的光子晶体光纤，采用多极法对该光纤的结构进行研究分析。通过包层椭圆率，包层数量等不同的参数，研究其双折射，限制损耗，及模场等特性。（4）在新型光子晶体光纤中，将热敏液体通过内包层填充和全部空气孔填充的方式，

6、研究热敏液体乙醇填充对光子晶体光纤特性的影响；讨论了光子晶体光纤的双折射，限制损耗随着填充材料的乙醇的温度变化而改变的情况。分析采用内包层填充的光子晶体光纤是否受结构变化的影响；最后简要讨论了基于该光子晶体结构的温度特性的Sagnac干涉仪的传输特性。关键词:光子晶体光纤，多极法，高双折射，低损耗，乙醇填充，Sagnac温度传感IAbstractSincethe1990s,photoniccrystalfiber(PCF)hasarousedgreatattentioninthecrystalfibertr

7、ansmissionfield.Photoniccrystalfiberisanewtypeoftransmissionfiber,hasvariousofadvantagesabovethetraditionalopticalfiber.Ithascharacteristicsofhighbirefringence,lowconfinementloss,controllablechromaticdispersionandhighnonlinearity.Thispaperproposesanovelpho

8、toniccrystalfiberbasedonaellipticalcladdingstructure.Inthispaper,westudythefiberbirefringenceandtheconfinementloss.Basedonfillingdifferentthermalmaterialintotheairholesincladding,westudytheeffectoftemperature