一种高双折射低损耗椭圆双芯光子晶体光纤的特性分析

张怡; 葛海波; 吴吴; 安文苗

doi:doi:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2020.05.004

光通信技术, 2020, 44 (5): 13, 网络出版: 2020-05-28

一种高双折射低损耗椭圆双芯光子晶体光纤的特性分析

Characteristic analysis of an elliptic double core photonic crystal fiber with high birefringence and low loss

论文大纲

张怡葛海波 ^*吴吴安文苗

作者单位

西安邮电大学电子工程学院西安 710121

光子晶体光纤有限元法双折射限制损耗色散 photonic crystal fiber finite element birefringence confinement loss dispersion

摘要

为了获得高双折射低损耗的光子晶体光纤，设计了一种椭圆双芯，包层为三角晶格排列的光子晶体光纤。运用全矢量有限元法研究了光纤的空气.间距与双折射值、非线性特性、模场面积、限制损耗及色散的关系。研究结果表明：在波长为 1.55 μm处，光纤基模的双折射值达 0.04343；X、Y偏振方向的非线性系数分别为 48.832 W 1kkm 1和 46.286 W 1kkm 1，同时，X方向的限制损耗低至 8.242×10 9 dB/km；在 0.85～ 1.8 μm波长范国内，色散都为正常负色散。

Abstract

In order to obtain photonic crystal fiber with high birefringence and low loss, an elliptic double core photonic crystal fiber with triangular lattice arrangement is designed. The relations between the air hole pitch of the fiber and birefringence, non-linearity characteristic, mode field area, confinement loss and dispersion is studied by using the full vector finite element method. The results show that the birefringence of the fundamental mode of the fiber reaches 0.04343 at the wavelength of 1.55 μm, and the nonlinear coefficients in X and Y polarization directions are 48.832 w -1.km-1 and 46.286 w-1.km-1 respectively. At the same time, the confinement loss in the X direction is as low as 8.242 ×10-9 dB/km. In the wavelength range of 0.85～1.8 μm, the disper-sion is normal negative dispersion.

参考文献

[1] KNIGHT J C, BIRKS T A, RUSSELL P S J, et al. All-silica single-mode optical fiber with photonic crystal cladding: errata [J］. Optics Letters, 1996, 21(19): 1547-1549.

[2] 张银，陈明阳，张永康. 新型大模场光子晶体光纤传输系统及其传输特性分析[J］. 中国激光，2012，39(12):103-108.

[3] CHEN D, WU G. Highly birefringent photonic crystal fiber based on a double-hole unit[J］. Applied Optics, 2010, 49(9): 1682-1686.

[4] 同海峰，俞重远，田宏达，等. 八角光子晶体光纤传输特性与非线性特性研究[J］. 物理学报，2010，59(5):3273-3277.

[5] 葛海波，吴吴，等:一种高双折射低损耗椭圆双芯光子晶体光纤的特性分析低损耗低非线性高负色散光子晶体光纤的优化设计[J］. 物理学报，2012，61(8):261-267.

[6] 武丽敏，宋朋，王静，等. 一种高双折射高负平坦色散压缩型光子晶体光纤[J］. 红夕与激光工程，2016，45(s1):190-194.

[7] 王清月，胡明列，柴路. 光子晶体光纤非线性光学研究新进展[J］. 中国激光，2006(1):57-66.

[8] MALAVIKA R, PRABU K. Design optimization of a highly sensitive spiral photonic crystal fiber for liquid and chemical sensing applications[J］. Optical Fiber Technology, 2019, 51: 36-40.

[9] 吴宵宵，张晓，范万德，等. 温度可控极高负色散光子晶体光纤的研究[J］. 光子学报，2018，7(5):136-142.

[10] 屈玉路，张春兰，郭长江，等. 全固双层芯色散补偿光子晶体光纤的研究与设计[J］. 光子学报，2017，46(7):75-80.

[11] XU H, WANG X, HUANG X, et al. Polarization-maintaining photonic crystal fiber for dispersion compensation over E+ S+ C+ L+ U wavelength bands[J］. Optical Fiber Technology, 2019, 50: 108- 113.

[12] 李荣敏，曹哗，童睁l. 短长度的双椭圆纤芯光子晶体光纤偏振分束器[J］. 中国激光，2012，39(10):101-105.

[13] ORTIGOSA-BLANCH A. Highly birefringent photonic crystal fibers[J］. Optics Letters, 2000, 25(18): 1325-1327.

[14] 周铭暗，黄勇林. 椭圆高双折射光子晶体光纤的双折射及损耗研究[J］. 光子学报，2016，45(3):98-102.

[15] LIAO Jianfei, HUANG Tianye, XIE Liangyuan, et al. Ultrahigh birefringent dual-slot silica photonic crystal fiber with ultralow nonlinearity[J］. Optik, 2018, 175: 197-202.

[16] 薛璐，张亚妮，朱雨雨，等. 超低损耗低非线性平坦色散光子晶体光纤优化设计[J］. 光子学报，2018，47(11):36-44.

[17] 廖昆，廖健飞，李伯勋，等. 一种高双折射双零色散的缺陷型光子晶体光纤[J］. 量子电子学报，2019，36(1):123-128.

[18] FUJISAWA T. Finite element characterization of chromatic dispersion in nonlinear holey fibers[J］. Opt. Express, 2003, 11(13): 1481-1489.

[19] KUMAR A, SAINI T S, NAIK K D, et al. Large-mode-area single-polarization single-mode photonic crystal fiber: design and analysis [J］. Applied optics, 2016, 55(19): 4995-5000.

[20] 张磊，李曙光，姚艳艳，等. 高双折射纳米结构光子晶体光纤特性研究[J］. 物理学报，2010，59(2):1101-1107.

[21] SHAHIR Uddin, DHARMENDRA K Singh. A solid silica core based non-linear hybrid PCF with low confinement loss[J］. Optik, 2016, 127 (22): 10399-10411.

[22] 张晓娟. 一种大模场光子晶体光纤的传输特性分析[J］. 西北大学学报(自然科学版)，2017，47(5):649-653.

[23] Integrated Optics, 2012, 31(3): 178-185.

SAEED Olyaee, FAHIMEH Taghipour. Doped-Core Octagonal Photonic Crystal Fiber with Ultra-Flattened Nearly Zero Dispersion and Low Confinement Loss in a Wide Wavelength Range[J］. Fiber and

[24] ZHENG L, ZHANG X, LIU X, et al. Design and analysis of a dispersion flattened and highly nonlinear photonic crystal fiber with ultralow confinement loss[J］. Applied Optics, 2010, 49(3): 292-297.

[25] 关寿华，于清旭，郑建洲. 光子晶体光纤色散极值特性的研究[J］. 光学学报，2012，32(8):55-58.

张怡, 葛海波, 吴吴, 安文苗. 一种高双折射低损耗椭圆双芯光子晶体光纤的特性分析[J]. 光通信技术, 2020, 44(5): 13. ZHANG Yi, GE Haibo, wU Hao, AN wenzhe. Characteristic analysis of an elliptic double core photonic crystal fiber with high birefringence and low loss[J]. Optical Communication Technology, 2020, 44(5): 13.

一种高双折射低损耗椭圆双芯光子晶体光纤的特性分析

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索

一种高双折射低损耗椭圆双芯光子晶体光纤的特性分析

相关论文

相关资讯

关于本站 Cookie 的使用提示

全站搜索