单偏振光子晶体光纤

提出了一种能够在较宽波长范围内保持单偏振的光子晶体光纤,并利用频域有限差分法对其偏振特性进行了数值分析。在孔间距Λ取2.3μm,第一层较大空气孔直径dl取2.4μm,较小空气孔直径ds取1.4μm,包层中其它空气孔的直径d取0.6μm的条件下,这种单偏振光子晶体光纤在1.02-2.0μm波长范围内,保持较高的模式双折射。当较大空气孔直径dl取2.8μm,较小空气孔直径ds取1.4μm时,在1.35-2.0μm波长范围内,仅有一个偏振模能够存在,且波长1.31μm处的模式双折射度达到3.5×10-3。     

新型空气孔长方形排列单模单偏振光子晶体光纤的数值模拟

提出了一种空气孔长方形排列的单偏振光子晶体光纤结构，并利用基于棱边/节点混合元的带有完全匹配层吸收边界条件的全矢量有限元方法对该结构进行了分析.对设计思路进行了详细说明.通过优化结构参数在理论上获得了波长在1.38—1.61 μm范围内仅有慢轴模且限制损耗低于0.1 dB/km的单模单偏振操作. 关键词： 光子晶体光纤 单偏振 限制损耗 全矢量有限元方法     

新型宽带单偏振单模光子晶体光纤的设计

基于折射率匹配耦合原理,提出并设计了一种新型宽带单偏振单模光子晶体光纤,阐述了工作原理并利用全矢量有限元法对其进行了数值模拟.当中间纤芯和边芯之间空气孔1和2的直径为2.4 μm时,波长在1.26～1.7μm的范围内,偏振相关损耗大于4.08 dB/m,单偏振单模的带宽高达440 nm;当空气孔1和2的直径为2.6 μ...     

一种四排短轴渐减椭圆空气孔阵列的单模单偏振光子晶体光纤

提出了一种新型的四排短轴渐减椭圆空气孔阵列的单模单偏振光子晶体光纤结构,并以完美匹配层为边界条件采用全矢量有限元方法研究了该光纤的各种特性及其各种参量随入射波长变化规律.研究表明,提出的光子晶体光纤结构是实现更宽带宽、色散平坦、单模单偏振运用的有效方案;在入射光波长为1.550μm时,单模单偏振光子晶体光纤的模式双折射...     

单偏振单模聚合物光子晶体光纤设计

 设计了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)基的单偏振单模(SPSM)微结构聚合物光纤(MPOF)。利用全矢量有限元法和光束传播法相结合分析了这种光纤的偏振特性和约束损耗。通过优化光纤结构参数,发现在0.51 μm～0.62 μm的可见光波长范围,由于基模两个正交偏振模的截止波长不同,这种微结构聚合物光纤只能传输基模中的一个偏振模,从而实现单偏振单模运转。该11圈圆空气孔六角排列光纤结构的传导偏振模在0.57 μm波长处约束损耗仅为1.13 dB/m,这种低损耗的单偏振单模微结构聚合物光纤可有效消除传统保偏光纤固有的偏振串扰和偏振模色散。     

Propagation properties of an index guiding high birefringence fibre

Based on a full-vector model, a theoretical study on a kind of high birefringence photonic crystal fibre is presented. Due to introducing air holes of two different sizes into the cladding, twofold rotational symmetry was obtained. We demonstrate the possibility of achieving high birefringence that is at least one order of magnitude higher than that of conventional polarization-maintaining fibres. The dependences of modal birefringence, modal field and differential group delay on the structure parameter of the fibres are discussed in detail. The numerical results are in very good agreement with the experimental results in the literature.     

菱形空气孔的单一偏振单模太赫兹光子晶体光纤

提出了一种新型的基于菱形空气孔的单一偏振单模太赫兹光子晶体光纤,通过改变光纤中引入缺陷的个数、尺寸以及所处位置,研究其对光纤单一偏振单模特性的影响。全文仿真建模采用全矢量有限元法,结果表明:当光纤中引入两缺陷时,随着缺陷尺寸的增加,单一偏振单模运行区域向高频方向移动,区域宽度稍有增加;当引入四缺陷时,靠近芯区的缺陷对单一偏振单模特性影响占主导;基于此,在芯区四周各引入尺寸相同的缺陷,对比四缺陷和两缺陷时的情况发现,四缺陷时单一偏振单模运行区域(1.07~1.36THz)向高频方向移动,且区域宽度(为0.29THz)增加明显,是两缺陷时的1.32倍。此类光纤可应用于某些对偏振态有非常严格要求的系统中,故具有实际意义。     

基于空气孔填充的光子晶体光纤与普通单模光纤低损耗耦合研究

提出一种基于空气孔填充的光子晶体光纤与普通单模光纤低损耗耦合方法,并通过光束传播法数值仿真的方式研究了填充物折射率以及填充长度等参数对耦合损耗的影响。结果表明,选择合适的填充参数可以大幅度降低光子晶体光纤与普通单模光纤间的耦合损耗,从而实现光子晶体光纤与普通单模光纤间的低损耗耦合。该方法可适用于多种光子晶体光纤与普通单模光纤之间的低损耗耦合,在光子晶体光纤与普通单模光纤的模场严重失配的情况下,该方法的优势更为明显。     

一种基于偏振态检测技术的单模光纤应力双折射测量法

针对光纤应力双折射理论与实际应用存在的差异,提出了一种简单而实用的基于偏振态检测技术的光纤应力双折射测量的方案,并用实验结果证明了其有效性.     

矩形孔光子晶体光纤

采用全矢量有限元方法和完美匹配层条件,研究了一种在光纤包层中引入矩形孔的光子晶体光纤,提出一种实现高双折射光子晶体光纤的方法.模拟结果表明矩形孔光子晶体光纤具有椭圆孔光子晶体光纤类似的高双折射特性,其双折射高达0.01的量级,两种光子晶体光纤的模场、双折射、约束损耗等特性基本类似.     

Design and analysis of a novel single-mode single-polarization photonic crystal fibre based on polarization-dependent coupling and absorption effect

A novel single-mode single-polarization (SMSP) photonic crystal fibre has been proposed and analysed based on the polarization-dependent coupling and absorption effect via a full-vector finite element method with perfectly matched layers. The numerical results predict that very efficient SMSP operation can be achieved with both high bandwidth and high extinction ratio at low loss penalty. Effects of the fibre structural parameters on the SMSP bandwidth and extinction ratio have been explored, which will provide useful guide for the design and fabrication of the fibre. The results obtained will be instructive for the realization of new SMSP fibres with high performance.     

V形高双折射光子晶体光纤特性研究

本文基于全矢量有限元法,设计了一种V形结构高双折射光子晶体光纤,数值分析结果表明:当光纤的包层孔间距Λ为1.0 μm,包层大空气孔D和小空气孔d分别为0.95 μm,0.7 μm时,在波长为1.55 μm处,该光纤的双折射度B达到1.225×10^-2,比传统光纤高约两个数量级. 另外,分别在可见光和近红外波段出现了两个零色散波长,使钛宝石飞秒激光器工作波段(700—980 nm) 处于光纤的反常色散区,为新颖的光子晶体 关键词： 光子晶体光纤 高双折射 有限元法 V形结构     

新型缓变锥型PCF结构接口耦合损耗特性

提出一种新型的缓变锥型光纤接口器件。该接口器件是一个长度为150 mm左右的缓变锥型光子晶体光纤。利用有限元方法对模场直径差别较大的不同光纤进行拼接时的损耗问题进行研究。研究结果表明：在模场直径分别为9 m和10.4 m的光纤之间加入锥型光纤后可以有效降低耦合损耗,并且在不同波长下耦合损耗都维持在一个较低水平。因此,该接口器件能够实现光纤拼接时物理结构的过渡和不同模场直径的转换,从而使拼接损耗降到最低。     

Ultra-wideband single-polarization single-mode, high nonlinearity photonic crystal fiber

We report a novel design of photonic crystal fiber (PCF) with a rectangular array of four closely-spaced, highly elliptical air holes in the core region and a circular-air-hole cladding. The proposed PCF is able to support ultra-wideband single-polarization single-mode (SPSM) transmission from the visible band to the near infrared band. With the aid of the inner cladding formed by the central air holes, one polarization of the fundamental mode can be cut off at very short wavelengths and ultra-wideband SPSM propagation can be achieved. The inner cladding also suppresses the higher order modes and allows large air filling fraction in the outer cladding while the proposed fiber remains SPSM, which significantly reduces the mode effective area and the confinement loss. Our simulation results indicate that the proposed PCF has a 1540 nm SMSP range with <0.25 dB/km confinement loss and an effective area of 2.2 μm². Moreover, the group velocity dispersion (GVD) of the proposed PCF can also be tuned to be flat and near zero at the near infrared band (∼800 nm) by optimizing the outer cladding structure, potentially enabling many nonlinear applications.     

一种新型高双折射光子晶体光纤特性研究

设计了一种高双折射高非线性光子晶体光纤, 采用全矢量有限元法研究了这种光纤的基模模场、双折射、非线性、有效模面积及色散特性. 数值研究发现, 减小孔间距Λ的大小, 在波长1550 nm 处, 该光纤可获得10^-2 数量级的双折射B, 比普通的椭圆保偏光纤高约两个数量级; 同时, 该光纤可获得42 W^-1·km^-1 的高非线性系数γ. 另外,分别在可见光和近红外波段出现了两个零色散波长, 在波长800–2000 nm 之间具有良好的色散平坦特性. 这种设计为获得高双折射高非线性超平坦色散光子晶体光纤提供了一种新的方法, 该光纤在偏振控制、非线性光学和色散控制方面具有广泛的应用前景. 关键词： 光子晶体光纤 高双折射 高非线性 有限元法     

一种新型的基于四孔单元光子晶体光纤的设计与分析

设计了一种基于四孔单元的光子晶体光纤,它可以满足光通信系统中高双折射率、负色散和低限制损耗的要求,比起通常的三角结构光纤有着更高的双折射率,并且结构制作也较简单。采用全矢量有限元法和各项异性完美匹配层法对所设计的光纤进行了仿真研究。仿真结果表明:该光纤在1.55μm波长处可获得10~(-2)数量级的双折射率,在较宽广的波段范围具有大的负色散,限制损耗低于10~(-9)dB/m;该光纤在保偏光纤、单极化单模光纤、色散补偿光纤等方面具有重要的应用。     

The single-polarization filter composed of gold-coated photonic crystal fiber

A single-polarization filter comprising a gold-coated photonic crystal fiber based on surface plasmon resonance is designed and investigated. The pattern matching and coupled polarization characteristics analyzed by the full-vector finite element method (FEM) and losses at 1,540 nm are achieved to 1,016.01739 dB/cm (x-pol core mode) and 33.81917 dB/cm (y-pol core mode). The crosstalk (CT) value of the 1,540 nm band is ?853.12653 dB for fiber length $L=1,000\mathrm{\mu }\text{m}$ and the bandwidth is 850 nm. The working wavelength of the filter ranges from 1,280 nm to 1,540 nm by varying the diameter of outer air holes ($d_1$), the diameter of inner air holes ($d_4$), the metal film thickness (t), as well as the liquid refractive index (n).     

菱形纤芯光子晶体光纤色散与双折射特性分析

针对光子晶体光纤多零色散点、高双折射的应用要求, 设计了一种新型结构的光子晶体光纤, 其纤芯由位于菱形四个角上的圆形空气孔组成. 通过有限元数值分析方法对该种结构光子晶体光纤的色散特性和双折射特性进行数值仿真, 得到色散与波长、色散与纤芯圆孔尺寸、双折射与波长、双折射与纤芯圆孔尺寸的关系. 研究结果表明:在满足光纤传输功率要求的条件下, 光纤的双折射在d₁<0.8 μupm 时的性能较好. 同时, 该种结构的光子晶体光纤在芯区直径满足d₁=0.4 μupm或 d₁=0.6 μupm时会出现两个零色散点, 这对进一步研制具有多零色散点的光子晶体光纤具有重要的意义.