文档介绍：中国人民解放军信息工程大学
硕士学位论文
光子晶体光纤的色散特性分析及高双折射结构设计
姓名:何静
申请学位级别:硕士
专业:光学工程
指导教师:余仲秋
20070401
摘要光子晶体光纤是一种新型的光纤,由于它具有普通光纤所无法比拟的特殊的光学特性,在近几年成为光纤研究领域的热点。本文介绍了光子晶体光纤的研究背景及发展现状,分析了它的结构特性,并列举了一些不同结构的光子晶体光纤,简单介绍了它的两种导光原理和制备方法,以及在各个方面的应用。本课题在前人研究的基础上,运用有限元法对光子晶体光纤的特性进行计算,概述了有限元方法的基本原理,分别讨论了应用标量法和矢量法处理光子晶体光纤问题的基本过程。重点分析了光子晶体光纤的色散特性和双折射特性,并设计出具有高双折射特性文中系统的讨论了光子晶体光纤的光学特性,并讨论了光子晶体光纤的模场分布,对基模有效折射率,色散,归一化双折射,偏振等特性参数进行了分析。通过调节空气孔直径桶憧掌准渚郃的大小,改变空气孔填充介质的折射率梢钥刂乒庾泳骞纤的色散特性。能够实现零色散波长向短波方向移动,甚至将零色散波长移至可见光区,还能够控制色散的平坦度和色散的大小。同时,通过调节包层径向孔内介质折射率厅,空气孔直径桶憧掌准渚郃的大小,也可以控制光子晶体光纤的双折射特性。可以使双折射效应显著增强,甚至可以达到比普通光纤高出一个数量级的结果。由此可以设计出具有高双折射效应的光子晶体光纤。本文还对周期性方形结构圆孔光子晶体光纤和周期性三角形结构圆孔光子晶体光纤的色散特性和双折射特性进行了比较。这些结果为光子晶体光纤的设计和制造提供了理论依据。关键词:光子晶体光纤,有限元方法,色散,双折射信息工程大学硕士学位论文的光子晶体光纤。第
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作者指导教师签名:——二刍≥—垒』猨毡掌冢月叠亟茎』雪。原创性声明学位论文版权使用授权书论饺口月勿日口一月日本人声明所提交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表和撰写过的研究成果,也不包含为获得信息工程大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文题目:光王晶住光红的色敬挂鲑盆查匠厘直巫蚯蕴缝捡途让学位论文作者签名:作者指导教师签名:本人完全了解信息工程大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授权信息工程大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档,允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C苎宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ椤光王晶佳光红的色散挂挂盆抚厘商巫堑盟结捡遮让日期:
第一章引言的特性和应用具有一定的局限性。近年来,人们越来越对光子晶体光纤河光子晶体光纤的研究概况光纤是光纤通信中必不可少的要素之一,高性能的光纤通信网络得益于优质光纤的应用。普通光纤是在石英玻璃中添加掺杂而在截面内形成一定的折射率分布而制成,通过全内反射效应使光在光纤的纤芯中传播。但是,由于普通光纤结构和制造工艺的特点使得它欤琍庵中滦偷墓庀说难芯坎诵巳ぃ蛭U庵止庀司哂衅胀ü庀怂痪弑傅一些新奇的光学特性,可以在未来的光纤通信系统中得到广泛的应用。光子晶体也叫光子带隙材料,最早由甕辭】和甁】于年分别提出。它将不同介电常数的介质材料在一维、二维或三维空间内组成具有光波长量级的周期结构,理论计算可以看到,光子晶体中的波动方程只在特定的频率处有解,而在某些频率区域没有解,这样就形成了类似于半导体的能带结构,称之为光子能带,能带之间的电磁波是被禁止的,即存在带隙,称之为光子禁带。如果在光子晶体中引入缺陷,破坏其结构的周期性,那么在光子禁带中就会产生缺陷态,与缺陷态频率吻合的光子被限制在缺陷的位置,一旦偏离缺陷位置将迅速衰减,这样就可以控制光波在缺陷中进行传输俊自然界中有许多光子晶体的例子,如图是具有光子晶体结构的天然蛋白石,图为具有光子晶体结构的蝴蝶及其翅膀上的微结构,在电子显微镜下可以看到它们由一些周期性结构组成。在实验室和实际应用中,光子晶体都是人工制造的,目前多采用无机材料。信息工程大学硕士学位论文图具有光子晶体结构的