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单偏振单模光子晶体光纤的研究

曹祥杰  
【摘要】: 保偏光纤在光纤通信、光纤陀螺、光纤水听器和光纤传感等领域有着广泛的应用。保偏光子晶体光纤作为一种新型保偏光纤,和传统的石英保偏光纤相比,可以更容易做到更短的拍长、更高的双折射,同时保偏光子晶体光纤有着特有的结构和更好的温度稳定性。特别是单偏振单模光子晶体光纤,由于只能传输一个偏振模、无偏振模色散,得到更广泛的关注,已成为光子晶体光纤的研究热点。 本文在第一章介绍了保偏光子晶体光纤的发展现状以及保偏光子晶体光纤相对于传统保偏光纤的一些优点。然后在第二章,介绍了光子晶体光纤的理论研究方法,着重介绍了全矢量有限元分析计算方法。在第三章,通过全矢量有限元分析方法详细地分析了保偏光子晶体光纤结构参数对光子晶体光纤的光学特性影响,包括对单偏振单模光子晶体光纤的模场直径、基空间填充模的有效折射率、归一化频率、模场分布、单偏振单模区域等一系列光学特性参数进行了分析。设计了两种单偏振区域分别在1.31μm和1.55μm附近的单偏振单模H-K9L玻璃光子晶体光纤,并对这两种单偏振单模光子光纤的光学特性进行了分析。数值模拟结果表明,这两种单偏振单模光子晶体光纤有着很宽的单偏振单模区域。在第四章,分析了保偏光子晶体光纤激光器的热效应以及热效应对保偏光子晶体光纤激光器保偏特性的影响,分析认为,应力保偏光子晶体光纤激光器双折射值随着热负载的增加而降低。


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