光子晶体光纤模场分布与色散特性的研究

摘要

自90年代至今，光子晶体及光子晶体光纤的基础研究和应用开发一直是国际光电子行业的热门话题。作为一种新型的光纤，光子晶体光纤具有很多优越的光学特性，是光纤技术发展的一个新方向。因此对光子晶体光纤的研究具有重要的学术意义和应用价值。 本论文主要进行对光子晶体光纤的模式分布和色散特性的理论研究，主要内容如下：(1)简单介绍光子晶体及光子晶体光纤的基本概念，光子晶体光纤的色散特性、应用及其研究现状。 (2)从理论上对光子晶体光纤的有效折射率模型及本地正交函数模型，进行详细的分析。并简要分析平面波展开模型。 (3)利用有效折射率法，基于标量近似的理论对三角形格子光子晶体光纤的模场分布、有效折射率及归一化常数进行数值模拟，发现通过合理设计结构可以实现全波长范围内都支持单模传输的光纤。接着对光子晶体光纤的色散特性、近零超平坦色散进行了数值模拟和分析，得出了其随波长及光子晶体光纤结构的变化关系，对光子晶体光纤的设计具有一定的意义。 (4)利用本地正交函数法，基于标量近似的理论对方形格子光子晶体光纤的特性进行了数值模拟。将横向电场用余弦函数展开，将求解Maxwell波动方程转化为求解矩阵的本征值来得到传输常数，进而研究方形格子光子晶体光纤的各种特性。 本文的计算和分析可以为设计一定传输特性和色散特性的光子晶体光纤提供理论依据。

目录

文摘

英文文摘

郑重声明

第一章 绪论

第二章 光子晶体光纤的理论模型

第三章 基于有效折射率法三角形格子PCF的数值模拟

第四章 基于本地正交函数法方形格子PCF的数值模拟

参考文献

发表论文和完成科研情况

致 谢