文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
色散可控光子晶体光纤的结构设计与制备研究
姓名:李洋
申请学位级别:硕士
专业:物理电子学
指导教师:戴能利
2011-01-06
摘要
具有良好色散平坦特性的光子晶体光纤在密集波分复用(DWDM)光通信系统
及光孤子传输系统中有着很好的应用前景;具有高非线性的色散平坦光子晶体光纤
在超连续谱的产生、波长转换等方面也具有重要的应用。另外具有大负色散光子晶
体光纤可以实现比传统色散补偿光纤(DCF)大得多的色散,而且不用掺杂,在色散
补偿领域具有许多潜在的优点和应用。因此,对色散可控光子晶体光纤的理论及应
用方面的研究具有重要的研究价值和意义。本文对色散可控光子晶体光纤的色散特
性、制备工艺、性能测试和应用展望进行了系统的研究。主要内容包括:
(1) 在广泛研读国内外参考文献的基础上,对光子晶体光纤的研究背景、特性、
制备工艺及应用方面进行了综述,重点总结了色散可控光子晶体光纤的理论研究、
制备及性能测试和实际应用。
(2) 介绍了本论文采用的光子晶体光纤的理论模拟方法——频域有效差分法
(FDFD),基于 MATLAB 软件实现运用频域有限差分法对色散可控 PCF 的模场分布、
色散曲线、非线性系数等特性进行模拟。
(3) 对色散可控光子晶体光纤结构的色散曲线、非线性系数、损耗等特性进行
了系统的理论模拟,并分析得出了光子晶体光纤的结构参数包括孔直径、孔间距等
对色散系数的影响。基于模拟结果设计了若干种色散平坦和色散补偿 PCF 结构,并
选取较易实现的一、两种结构进行制备。
(4) 测试所制备负色散高非线性 PCF 的光学传输特性并对结果进行分析,通过
对理论模拟和实际测试结果的对比,对光纤结构设计的优化及光纤制备工艺方面的
改进进行了探讨。对制备出来的负色散高非线性 PCF 的应用进行了展望。

关键词: 光子晶体光纤理论模拟色散可控特性结构设计
制备工艺色散性能测试

I
Abstract
Dispersion flattened PCFs have great application prospect for dense wavelength
division multiplexing (DWDM) munication system and optical soliton
transmission system; dispersion flattened PCFs with high nonlinearity also have
important application in the generation of super continuum、wavelength conversion, etc.
Besides, PCFs with large negative dispersion as a great application prospect in the field
of pensation. Thus researches on the theory and application of dispersion
controllable PCFs are of important value and significance. In this paper, The dispersion
properties、preparation、 performance testing and application prospect of dispersion
flattened PCFs are studied systematically in the paper. The main contents are as follows:
(1) On the basis of study of extensive references home and abroad, the research
background、properties、preparation and application of PCFs are summarized, the theory
research、preparation、performance test and application of dispersion controllable PCFs
are emphatically presented.
(2) The mathematical monly used to simulate PCFs are introduced.
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