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《天津大学》 2004年
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光子晶体光纤色散特性的理论研究

栗岩锋  
【摘要】:光子晶体光纤是近年来出现的一种新型光纤,其特点是包层排列有规则或随机分布的波长量级的空气孔。包层中的微结构使得光子晶体光纤能够呈现出许多传统光纤不具备的特性,其中之一就是在可见光和近红外波段能够呈现反常色散。具有这种色散特性的光子晶体光纤在飞秒激光领域具有极大的应用前景。本论文从理论上对光子晶体光纤的色散特性进行了研究。论文的主要内容包括: 1、采用全矢量有效折射率模型研究了光子晶体光纤的色散特性。首次提出了研究光子晶体光纤色散特性的全矢量有效折射率模型,并研究了光子晶体光纤包层基模的分类。研究发现,类比于传统光纤的模式分类方法,光子晶体光纤包层基模也可以归于HE1 1模。通过优化相关参数,全矢量有效折射率模型的计算结果与测量结果以及其他数值方法的计算结果吻合得很好,而标量有效折射率模型则带来较大的误差。 2、采用半矢量有限差分法研究了光子晶体光纤的色散特性。数值计算表明,半矢量有限差分法与测量结果以及其他方法的计算结果吻合得很好。采用半矢量有限差分法研究了光子晶体光纤色散受某一层空气孔尺寸单独变化的影响,结果表明第一、二层空气孔因为靠近纤芯,因而对色散的影响最大。研究了空气孔在角向和径向偏离理想位置对色散的影响,发现空气孔在径向偏离理想位置比在角向偏离理想位置对色散的影响更显著。最后,研究了一类光子晶体光纤-孔助光纤(hole-assisted lightguide fiber)的色散受空气孔参数的影响,结果表明增加包层空气孔的数目、大小以及使空气孔靠近纤芯都有助于零色散波长向短波长移动。 3、设计了在800 nm附近具有零色散和平坦色散的光子晶体光纤。首次考查了在不同比例系数下采用色散无量纲化方法计算光子晶体光纤色散时的准确性,并结合全矢量有效折射率模型进行了在800 nm附近具有零色散和平坦色散的光子晶体光纤的设计。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TN253

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【引证文献】
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3 胡明列;飞秒激光脉冲在光子晶体光纤中传输特性的研究[D];天津大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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2 马丽伟;空芯光子带隙光纤结构设计及色散特性分析[D];重庆大学;2011年
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【参考文献】
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3 栗岩锋,刘博文,王子涵,胡明列,王清月;Influence on photonic crystal fiber dispersion of the size of air holes in different rings within the cladding[J];Chinese Optics Letters;2004年02期
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10 栗岩锋,刘博文,王子涵,胡明列,王专,王清月;光子晶体光纤色散的有限差分法研究[J];中国激光;2004年10期
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【共引文献】
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6 邢誉峰;冯伟;;李级数法与Runge-Kutta法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 杨凌霞;葛德彪;魏兵;;金属表面搭接缝隙电磁耦合效应分析[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
8 胡晓娟;葛德彪;杨利霞;;MC-FDTD分析低频电磁脉冲对钢筋混凝土的穿透特性[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
9 王梦麟;张学庆;王新鲁;;战场电磁环境分析模型体系结构研究[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
10 王波;刘旭;徐杰;洪玮;于兵;柏宁丰;肖金标;孙小菡;;楔形光纤和InP基平面光波光路芯片的耦合分析[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
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10 姚善化;复杂矿井巷道中电磁波传播特性及相关技术研究[D];安徽大学;2010年
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1 李鹏;磁悬浮风力发电机转子系统的研究[D];山东科技大学;2010年
2 滕巍;左手介质基本电磁特性的时域分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 刘兴鹏;基于微波同轴谐振腔物料密度测量技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 朱颖;光子晶体光纤特性分析及其在光滤波器中的应用[D];天津理工大学;2010年
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8 罗定嘉;160Gbit/s 光时分复用系统中非线性光学效应的研究[D];北京交通大学;2011年
9 张从国;锥形光纤的理论研究[D];北京交通大学;2011年
10 刘志亮;Bi离子掺杂硅酸盐玻璃的近红外超宽带发光性质及机理的研究[D];昆明理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 谢旭东;王清月;柴路;王专;黄小军;;啁啾镜与棱镜对混合色散补偿产生8fs光脉冲[J];光电子·激光;2006年08期
2 牛静霞;周桂耀;侯蓝田;宋昭远;靳涛涛;董世蕊;夏长明;;光子晶体光纤在光纤激光器中的应用[J];光通信技术;2009年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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2 赵兴涛;光子晶体光纤色散特性的理论研究[D];燕山大学;2007年
3 魏红彦;光子晶体光纤带隙特性的研究[D];燕山大学;2007年
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10 李立肖;光子晶体光纤的双零色散和非线性特性的理论和实验研究[D];燕山大学;2010年
【二级引证文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 苑金辉;光子晶体光纤特性及其应用的研究[D];北京邮电大学;2011年
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3 申向伟;高非线性光纤与硅波导若干特性及其应用的研究[D];北京邮电大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 赵兴涛;光子晶体光纤色散特性的理论研究[D];燕山大学;2007年
2 王晓琰;高双折射光子晶体光纤设计及其超短脉冲传输特性研究[D];燕山大学;2012年
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 倪晓昌;飞秒激光微精细加工理论与实验研究[D];天津大学;2004年
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 韩英魁;飞秒激光脉冲宽度测量的研究[D];天津大学;2004年
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3 王应德;薛金根;蓝新艳;张杰;;聚合物光子晶体光纤研究进展[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
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6 李相;陈胜平;司磊;;W型光子晶体光纤模型概述与滤波特性研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
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6 韦乐平;与光同速[N];计算机世界;2002年
7 本报记者 姚传富;建立为数据业务优化的体系[N];人民邮电;2001年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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4 周洪松;几种光子晶体光纤的双折射和带隙特性分析[D];燕山大学;2011年
5 刘国林;基于有限元法的折射率引导型THZ光子晶体光纤波导的传输特性研究[D];北京交通大学;2011年
6 付博;双折射光子晶体光纤的设计及其特性的研究[D];燕山大学;2010年
7 张磊;高非线性光子晶体光纤设计及其超短脉冲传输特性研究[D];燕山大学;2010年
8 耿鹏程;具有七芯结构及带隙特性的掺镱光子晶体光纤的研究[D];燕山大学;2010年
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