光子晶体光纤基本特性的理论和实验研究

摘要

本文对PCF的概念、分类、制作方法、理论分析方法、特性、应用、发展现状和前景进行了综述，在此基础上，对光子晶体光纤的一些基本特性进行了比较系统的理论和实验研究，得到了一些有意义的结论。 一、理论研究本文利用有效折射率模型对折射率导光型光子晶体光纤的四个方面的特性进行了系统的研究，得到了一些有意义的结果。1.研究了PCF的单模传输特性，分析了PCF高阶模截止的归一化波数∧/λ与空气填充比d/Λ的依赖关系。2.研究了PCF的色散特性，着重分析了光子晶体光纤的结构参量对其色散特性的影响，提出了一些有重要应用价值的光子晶体光纤结构参量设计方案。3.研究了PCF的宏弯曲损耗特性，发现由于PCF包层的折射率强烈地依赖于波长和其结构参量，使得PCF的弯曲损耗特性呈现出与普通光纤不同的特点。4.研究了PCF与SMF的耦合损耗特性，着重研究了耦合损耗与PCF结构参量及波长的关系，确定了获得最优耦合的PCF结构参量。 二、实验研究利用飞秒超快掺钛蓝宝石激光器进行了在光子晶体光纤中产生超连续谱的实验，获得的超连续谱宽度超过600nm。

目录

文摘

英文文摘

独创性（或创新性）声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1研究意义和内容

1.2论文结构的安排

参考文献

第二章光子晶体

2.1光子晶体的概念与特性

2.2光子晶体的应用

参考文献

第三章光子晶体光纤

3.1光子晶体光纤的概念及分类

3.2光子晶体光纤的理论分析方法

3.3光子晶体光纤的制作方法

3.4光子晶体光纤的特性及相关应用

3.4.1无休止单模传输特性

3.4.2面积可控特性

3.4.3色散特性

3.4.4双折射特性

3.4.5损耗特性

3.4.6带隙光子晶体光纤的特性与应用

3.5光子晶体光纤器件

3.6目前存在的问题和发展前景

参考文献

第四章有效折射率模型

4.1有效折射率模型的概念

4.2基本空间填充模的标量近似解法

4.3基本空间填充模的矢量解法

4.3.1三角格子的对称特性

4.3.2特征方程的推导

4.3.3基模及特征方程

参考文献

第五章光子晶体光纤基本特性的理论研究

5.1光子晶体光纤单模传输特性的理论研究

5.1.1引言

5.1.2理论和方法

5.1.3计算结果和分析

5.1.4结论

5.2光子晶体光纤色散特性的理论研究

5.2.1引言

5.2.2理论和方法

5.2.3计算结果和分析

5.2.4结论

5.3光子晶体光纤宏弯曲损耗特性的理论研究

5.3.1引言

5.3.2理论和方法

5.3.3计算结果和分析

5.3.4结论

5.4光子晶体光纤与普通单模光纤之间耦合损耗特性的理论研究

5.4.1引言

5.4.2理论和方法

5.4.3计算结果和分析

5.4.4结论

参考文献

第六章光子晶体光纤的实验研究

6.1超连续谱的概念和产生的机理

6.2实验装置

6.3实验结果与分析

6.4结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文目录