激光与光电子学进展, 2017, 54 (3): 030602, 网络出版: 2017-03-08   

液晶光子晶体光纤的设计及热调谐特性分析 下载: 576次

Design for Liquid Crystal Photonic Crystal Fiber and Thermal Tuning Characteristic Analysis
作者单位
西安科技大学理学院, 陕西 西安 710054
摘要
通过在实芯光子晶体光纤的包层空气孔中填充5CB型液晶,设计出了在室温附近具有高热调谐灵敏度的光子带隙型液晶光子晶体光纤。采用有限元方法研究了光子带隙随光纤结构参数的变化规律、光子带隙位置的热调谐特性、光纤限制损耗随包层孔圈数的变化以及限制损耗的热调谐特性。结果表明,该光子晶体光纤光子带隙的位置主要由包层孔直径决定,其限制损耗随包层孔圈数的增加而显著降低;随着温度由25.1 ℃增加至34.8 ℃,光子带隙位置和限制损耗曲线均发生红移,限制损耗的最小值位置处的平均热调谐灵敏度约为10.3 nm/℃;在光子带隙的中心波长附近,该光子带隙型液晶光子晶体光纤和相同结构未填充液晶的光纤之间具有高耦合效率。
Abstract
A photonic bandgap type liquid crystal photonic crystal fiber with high thermal tuning sensitivity around room temperature is designed when we fill the cladding air holes of solid-core photonic crystal fiber with liquid crystal of 5CB type. The variation in photonic bandgap with fiber structure parameters, the thermal tuning characteristic of the position of photonic bandgap, the variation in fiber confinement loss with cladding hole ring number and the thermal tuning characteristic of confinement loss are investigated by the finite element method. The results show that the photonic bandgap position of photonic crystal fiber depends strongly on cladding hole diameter. The confinement loss decreases as the ring number of cladding hole increases. The photonic bandgap position and the confinement loss curve are red shifted, and the average thermal tuning sensitivity of 10.3 nm/℃ is achieved at the position of the minimum confinement loss when the temperature increases from 25.1 ℃ to 34.8 ℃. Around the central wavelength of photonic bandgap, a high coupling efficiency between the photonic bandgap type liquid crystal photonic crystal fiber and the fiber with the same structure unfilled with liquid crystal is obtained.

王豆豆, 李百宏, 齐兵, 强蕊. 液晶光子晶体光纤的设计及热调谐特性分析[J]. 激光与光电子学进展, 2017, 54(3): 030602. Wang Doudou, Li Baihong, Qi Bing, Qiang Rui. Design for Liquid Crystal Photonic Crystal Fiber and Thermal Tuning Characteristic Analysis[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2017, 54(3): 030602.

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