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高偏振稳定光子晶体光纤及其与超辐射发光二极管耦合特性分析

刘洋  
【摘要】: 偏振保持光子晶体光纤由于具有双折射系数高、温度稳定性好、结构设计灵活、不受核辐射影响等特点,因此替代传统保偏光纤在外太空及核辐射领域用作光纤传感器的核心部件,越来越受到人们的重视。论文结合国家自然科学基金项目“基于偏振保持光子晶体光纤的光纤陀螺研制”,主要研究光子晶体光纤的偏振特性并探索一种可用于光纤陀螺的高偏振稳定性的偏振保持光子晶体光纤结构。在理论分析的基础上,论文提出了一种新型的具有椭圆内包层的高双折射光子晶体光纤结构,并证明所设计的光纤不仅在理想情况下具有良好的高双折射性能,而且当结构偏离理想设计时,其双折射性能仅有很小的劣化。在保证高双折射以及偏振稳定性的基础之上,论文又进一步对所提结构稍作修改,获得了小模场直径的高双折射光子晶体光纤。在此基础上进一步分析了这种光纤在光纤陀螺中的应用及其与超辐射发光二极管(SLD)的耦合特性。这种光纤在以光纤陀螺为代表的光纤传感领域有着很广阔的应用前景。 论文的主要研究工作如下: 1,对偏振保持光子晶体光纤(PM-PCF)的结构、工作机理和偏振特性进行了深入分析。 2,课题组提出一种新型的高偏振稳定的光纤陀螺用偏振保持光子晶体光纤。数值分析了这种新结构光子晶体光纤在三种不同微扰参数情况下的模场分布及双折射特性,并验证了它们具有更强的抵抗结构微扰的能力。 3,SLD与PM-PCF的模场分析,以及SLD与PM-PCF的耦合特性分析。分析了调整耦合角度,偏移距离对耦合效率和消光比的影响。


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