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相似文献
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1.
光子晶体光纤的正交函数模型   总被引:3,自引:2,他引:1  
任国斌  王智  娄淑琴  简水生 《光学学报》2004,24(8):130-1136
提出了一种用于分析光子晶体光纤的正交函数模型。采用一种新型超格子的构造方法,将光子晶体光纤的横向介电常量表示为两种周期性结构叠加。将横向电场以厄密一高斯函数展开,利用正交函数的性质,将全矢量波动方程转化为矩阵本征值问题,求解本征值问题可得到模式的传输常量及模场分布。利用此模型举例讨论了椭圆孔三角格子光子晶体光纤的模场分布和偏振特性以及三角格子光子晶体光纤的色散特性和有效面积等传输特性。作为一种普适的模型,此方法还可适用于四方结构、蜂窝结构及椭圆孔等多种结构光子晶体光纤。  相似文献   

2.
椭圆孔光子晶体光纤的本地正交函数模型   总被引:5,自引:1,他引:4       下载免费PDF全文
提出了一种用于分析椭圆孔光子晶体光纤的正交函数模型.发展了一种新型超格子的构造方法,将光子晶体光纤的横向介电常数表示为两种周期性结构叠加,这两种周期性结构分别用余弦函数展开;同时将横向电场以Hermite-Gaussian函数展开.利用正交函数的性质,将全矢量波动方程转化为矩阵本征值问题,求得两偏振模式传输常数.利用此模型可以研究圆孔及椭圆孔光子晶体光纤的模式特性、色散特性、偏振特性等. 关键词: 光子晶体光纤 超格子 正交函数 本征值问题  相似文献   

3.
高双折射光子晶体光纤中均匀布拉格光栅的特性   总被引:4,自引:0,他引:4  
王智  李欣蓓  王晶晶 《光学学报》2006,26(9):325-1328
研究了具有高双折射的光子晶体光纤(HB PCF)中均匀布拉格光栅(FBG)的光谱特性。利用紧凑的超格子模型,对光子晶体光纤的传输特性进行分析,研究正向传输和反向传输的模式之间的耦合规律,从而研究写入光子晶体光纤中的均匀布拉格光栅的特性。首先给出具有C6v对称性的零双折射光子晶体光纤中光纤布拉格光栅的布拉格波长λB随光纤结构参量的变化规律;然后分析一种高双折射光子晶体光纤中的光纤布拉格光栅的光谱特性,高双折射使两个不同偏振态的反射峰分开较大;最后分析了一种常用的双模双折射光子晶体光纤中光纤布拉格光栅的光谱特性,LP01模和LPe11模的两个偏振态对应的反射谱都由于高双折射而分开。  相似文献   

4.
具体分析了具有高数值孔径的双芯光纤的双折射特性。首先利用超格子正交函数法和耦合模理论分析了双芯光纤的几何双折射,并将两种方法计算的几何双折射进行了比较分析。数值计算结果表明双芯光纤在两纤芯非常接近的情况下,几何双折射仍较小,只能到10-5量级。利用超格子正交函数法计算了双椭圆芯光纤的双折射,改变结构参量可使几何双折射达到10-4量级。高的数值孔径需要高的掺锗量,理论上分析了高数值孔径时双芯光纤功率集中区域的应力双折射,应力双折射接近10-4量级。设计制作出了具有良好保偏性能的双芯掺铒光纤,测试、分析了它的几何参量和折射率分布;双芯光纤双折射系数达到了8.4×10-5。双芯掺铒光纤可以作为保偏掺铒光纤,应用到制作具有稳定的单一偏振态输出的光纤激光器。  相似文献   

5.
双芯光子晶体光纤中的模式干涉   总被引:5,自引:0,他引:5       下载免费PDF全文
应用全矢量超格子叠加模型分析了双芯光子晶体光纤(PCF)的模式特征.双芯PCF的基模和二次模分别由偏振方向不同的两个偶模和两个奇模组成,讨论了这四个模式的模式电场奇偶性.基于对双芯PCF模式电场奇偶性的认识,讨论了光纤中的矢量模式干涉问题.分析表明,不同偏振态模式的干涉不会引起芯间的功率转移,双芯PCF的芯间功率耦合是由相同偏振模式的干涉引起的.在相同偏振模式干涉过程中,光功率在两个芯子中呈余弦振荡,光纤的两个芯子一般存在约π/2的相位差.还讨论了两个不同偏振方向的耦合系数与波长的关系. 关键词: 光子晶体光纤 双芯光纤 模式 干涉 耦合  相似文献   

6.
长周期光纤光栅模式与耦合的研究   总被引:12,自引:2,他引:10  
长周期光纤光栅是在光纤纤芯中沿轴向形成折射率周期性调制的带阻型光纤器件。与光纤布拉格光栅不同,它表现为前向传播的纤芯基模与同向传播的各阶次包层模式在特定波长的耦合。研究了纤芯基模、包层模式(HE1t/EH1t)及其有效折射率随波长的变化,研究了纤芯基模与包层模式(HE1t/EH1t)的耦合系数。研究表明,纤芯基模与一阶低次包层模式的有效折射率随波长增大而减小,纤芯基模与HE1t产生的耦合系数远大于与EH1t的耦合系数,并且包层模式次数较低时,耦合系数随次数的升高而增加。这与以前的研究结果有所不同。  相似文献   

7.
应用带完全匹配层边界条件的全矢量有限元方法,分析了高折射率椭圆芯布拉格光纤的偏振特性,详细讨论了光纤结构参量对模式双折射度以及群速度走离的影响,结果发现:高折射率椭圆芯布拉格光纤的模式双折射度可达10-2量级,比传统保偏光纤至少高出一个量级,并且表现出不同于传统保偏光纤的群速度走离特性;在保持较高双折射度的同时,通过合理的结构设计,可在一定的波长处灵活地获得较大的群速度走离或零走离特性,具有重要的潜在应用价值;最后,简要分析了低折射率区域的折射率变化对偏振特性的影响;研究结果有助于设计高性能的微结构保偏光纤。  相似文献   

8.
详细分析了光子晶体光纤包层气孔塌缩对光纤传输特性的影响,建立了包层气孔塌缩结构模型,利用有限元法和局域耦合模理论对环形结构改变下形变区域的有效折射率分布和模式耦合系数进行了计算,得到了调制区域各模式的有效折射率和耦合系数分布.研究了基模和包层模的耦合规律,得到了纤芯基模(LP01)和包层模(LPll,LP02)耦合下的...  相似文献   

9.
少模光纤布拉格光栅折射率传感的分析与测量   总被引:7,自引:3,他引:4  
理论分析和模拟计算了少模光纤布拉格光栅基模及高阶模的耦合与传输特性,得到在相同外部折射率变化情况下,少模光纤基模与高阶模耦合对应的布拉格波长变化,比正、反向基模之间耦合对应的布拉格波长变化显著增大.实验上制作了少模光纤布拉格光栅,测量了基模之间以及基模与高阶模之间对应的布拉格波长随外部折射率、温度变化的情况,得到与理论分析相符的结果.而对于温度变化对折射率测量结果干扰的问题,提出了通过计算布拉格波长差来克服温度影响的方法.这些结果为采用布拉格光纤光栅测量外部折射率变化提供了一种新的途径.  相似文献   

10.
八边形结构的双折射光子晶体光纤   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
杨倩倩  侯蓝田 《物理学报》2009,58(12):8345-8351
提出一种新型的双折射光子晶体光纤,在正八边形的基础上改变纤芯附近的几个空气孔的直径产生双折射.利用多极法对该光纤基模的模场分布、色散、限制损耗及双折射特性进行数值分析,并且分析了一些参数对双折射的影响.计算了具有相同参数的六边形结构光子晶体光纤的色散系数、限制损耗及双折射率.研究表明,具有相同参数的八边形结构光子晶体光纤比六边形结构光子晶体光纤的双折射率明显提高,限制损耗大幅度减小,零色散波长也向短波方向移动. 关键词: 光子晶体光纤 双折射 色散 限制损耗  相似文献   

11.
光子晶体光纤的纤芯等效半径分析   总被引:21,自引:18,他引:3  
应用有限差分光束传播法和平面波展开法分别计算得到光子晶体光纤的基模有效折射率和包层有效折射率,结合阶跃折射率光纤的模色散方程解出该结构的等效芯半径. 通过对不同结构下光子晶体光纤的研究,找到其等效芯半径随结构参数的变化规律,并根据计算结果将此规律以近似公式的形式给出. 该分析和结果可为利用有效折射率法分析光子晶体光纤时等效芯半径的选取提供一定的理论依据.  相似文献   

12.
Using supercell plane wave expansion method, the Lamb wave band structure of one-dimensional thin plate with periodic stubs is investigated. The numerical results show that flat bands will appear and band gap can exist in a low-frequency domain. The position of the flat bands and width of the low-frequency Lamb wave band gap can be tuned by the stub height, plate thickness and filling fraction. The band gap is obtained by opening the folding points of the same plate modes not the crossing point of different plate mode when the stub height is small.  相似文献   

13.
Weijun Chen  Huajun Yang  Zhibo Li  Jin Li  Bin Zhu 《Optik》2010,121(24):2259-2261
On the basis of the electromagnetic field mode matching theory, the coupling efficiency ratio from spatial light to Bragg fiber is analyzed, which shows that the coupling efficiency ratio is related to the radius of focused facular, the core radius of Bragg fiber and wave number of the core. By optimizing the value of such parameters appropriately, the Bragg fiber coupling efficiency ratio can be improved. It is also important for the analysis of the coupling efficiency of Bragg fiber, which can be applied to the free optical communication system and laser radar system.  相似文献   

14.
管间界面特性对周向超声导波传播特性的影响   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
高广健  邓明晰  李明亮  刘畅 《物理学报》2015,64(22):224301-224301
采用界面弹簧模型对圆管结构的管间界面特性进行描述, 推导出含弱界面的圆管结构中声波沿周向传播时的位移场及应力场的数学表达式. 在此基础上采用导波的模式展开分析方法, 给出了与管间界面特性及激励源密切相关的周向超声导波模式展开系数的解析表达式. 数值分析了管间界面特性的变化对周向超声导波的频散和声场产生的影响. 理论与数值分析结果表明, 通过选择适当的驱动频率及周向导波模式, 可使周向超声导波的相速度及圆管外表面的位移场随管间界面特性的变化表现出非常敏感且单调的性质. 这一结果有助于采用周向超声导波方法准确定征圆管结构的管间界面特性.  相似文献   

15.
用平面波展开法对光子晶体光纤中电磁场的Maxwell方程组进行了求解。将光纤截面作为超元胞衍生出一个无边界的二维周期性系统,光纤纤芯等效为光子晶体中的缺陷,借助平面波法对其性质进行研究,模拟了半导体中的超格子。运用上述超格子模型,对与纤芯同列孔半径可变的高双折射及与包层中纤芯距离最近的孔半径可变的色散平坦光子晶体光纤的光学性质进行了研究,发现与纤芯同列的孔半径变化时,其双折射比传统光纤更强,而当包层中距离纤芯最近的孔半径取特定值时,可得到近零色散平坦光纤并在大范围内获得反常色散。与传统光纤和普通光子晶体光纤相比,这种新型的色散平坦光纤在密集波分复用(DWDM)光通信系统中具有更高的应用价值。  相似文献   

16.
光子晶体光纤中布里渊散射声波模式特性的分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
侯尚林  薛乐梅  黎锁平  刘延君  徐永钊 《物理学报》2012,61(13):134206-134206
推导了光子晶体光纤中声波微小位移波动方程; 研究了泵浦波长以及纤芯折射率对声波模式的影响; 应用石英圆柱模型研究了小芯径光子晶体光纤中纤芯直径对布里渊声波模式色散的影响. 结果表明在光子晶体光纤中, 纵向声波和横向声波共同作用产生质点声场, 两者相互耦合将产生混合声波模式; 可以通过改变泵浦波长或光子晶体光纤纤芯折射率来改变参与布里渊散射(BS) 过程的声波模式的传播常数; 随着光子晶体光纤(PCF) 纤芯直径的增大, 声波模式耦合程度得到加强, 相速度呈减小趋势, 且同一传播常数下, 声波模式数呈增多趋势; 随着泵浦波频率的增大, 声波相速度减小.  相似文献   

17.
The mode properties of hollow-core fibers with a cladding formed by a periodic arrangement of dielectric tubes in a triangular lattice for THz applications are numerically investigated. The fiber supports a high number of modes. Effectively single-mode operation can be obtain by reducing the core size, but at the expense of high fundamental mode propagation loss. Single-mode propagation can be obtained by exciting the fiber with a linear polarized gaussian beam with proper spot size.  相似文献   

18.
强激光与气体的长距离相互作用能产生许多新奇的物理效应,而自由空间光束的自聚焦、衍射、散射等问题限制了该科技领域的发展。本文提出了一种新型多孔芯光子晶体光纤,纤芯亚波长、低折射率空气孔可以传光,具有宽带、低损耗、单模传输特性。利用倏逝波耦合效应,研究了纤芯亚波长空气孔束缚光的原理。根据光波传输的电磁场理论,分析了低折射率空气孔中的光强增大效应。强光在空气孔中长距离传输,为光与物质的相互作用提供了新条件,可以用于气体传感、非线性光学、高集成光子技术、原子操控等。由于纤芯空气孔可以传光,改变空气孔的大小,直接影响模场分布,进而可以获得很高的结构双折射。通过光纤结构参数的合理设计,分别获得了B=4×10-2的高双折射、纤芯直径5 μm的大模场高双折射、大模面积单偏振单模特性,在光纤偏振器、光纤滤波器、光开关及光纤传感等领域有广泛的应用前景,为新型光场调控提供了新方法。  相似文献   

19.
A wide, multimode segment of a dielectric optical waveguide, enclosed by Bragg reflectors and evanescently coupled to adjacent port waveguides, can constitute the cavity in an integrated optical microresonator. It turns out that the device can be described adequately in terms of an approximate coupled mode theory model which involves only a few guided modes as basis fields. By reasoning along the coupled mode model, we motivate a simple design strategy for the resonator device. Rigorous two dimensional mode expansion simulations are applied to verify the predictions of the approximate model. The results exemplify the specific spectral response of the standing wave resonators. As refinements we discuss the single resonance of a device with nonsymmetrically detuned Bragg reflectors, and the cascading of two Fabry–Perot cavities, where the coupling across an intermediate shorter grating region establishes a power transfer characteristic that is suitable for an add-drop filter.  相似文献   

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