基于有限元法的折射率引导型光子晶体光纤的特性分析

摘要

本文利用有限元法对光子晶体光纤的特性进行研究，根据有限元法求解电磁场方程的基本理论，建立了模拟光子晶体光纤的有限元法分析模型，并给出了具体的求解方法和步骤。基于该模型对折射率引导型光子晶体光纤的模式特性、损耗特性、色散特性等方面进行了详细的分析，并得出了一些有益的结论，这对于光子晶体光纤的设计具有重要的指导意义。论文的主要内容包括： 利用有限元法对G.652光纤进行分析，将所得结果与G.652光纤的技术参数对比，二者有着很好的一致性，验证了所编程序的可靠性；进一步提出了分析光子晶体光纤特性的有限元法分析模型。 利用建立的有限元法分析模型对光子晶体光纤的模式特性进行分析，将所得结果与利用等效折射率法所得结果相比，二者存在一定的差别，对出现这种差别的原因进行了理论分析。 对光子晶体光纤的宏弯曲损耗特性进行了理论研究，分析了光子晶体光纤的结构参数对其宏弯曲损耗特性的影响。 研究了光子晶体光纤的结构参数对色散的影响，并得出有益的结论。将利用有限元法分析模型得到的结果和阶跃有效折射率模型得到的结果与实际测量结果比较，结果表明，有限元法分析模型所得结果更接近测量值。 建立了一种高双折射光子晶体光纤的模型，分析了结构参数对双折射的影响，为高双折射光子晶体光纤的设计提供了理论基础。