为了研究混合导光双芯PCF(光子晶体光纤)的色散特性和耦合特性，设计了一种基于全内反射和光子带隙效应两种导光机制的混合导光双芯PCF。以耦合模式理论为基础，利用有限元法和平面波展开法分析其有效折射率、耦合长度和色散特性，并对定向耦合器和光波长选择器进行了研究。仿真结果表明，该混合导光双芯PCF具有大负色散特性和良好的耦合特性。研究成果对双芯PCF的耦合特性、传感特性的理论研究及其相关器件的实际应用具有重要的参考价值。
光纤光学 混合导光 耦合长度 色散特性 光器件 fiber optics hybrid light guiding coupling length dispersion characteristics optical device
为了研究正方形栅格全固态光子晶体光纤色散特性，基于全矢量有限元法，对其色散特性进行了数值模拟。通过改变正方形栅格全固态光子晶体光纤的结构参量，分析比较了它们的色散特点，并通过改进结构得出一种零散波长在1.55μm的四方栅格全固态光子带隙光纤。结果表明，四方栅格全固态光子带隙光纤色散具有3个零色散点，其零色散波长随高折射率棒直径d的增大而向长波方向移动，其色散平坦程度随棒间距Λ的减少而变得更加平坦。这为全固态光子晶体光纤的设计和制作提供了理论依据。
光纤光学 全固态光子晶体光纤 正方形栅格 全矢量有限元法 色散特性 fiber optics all solid photonic bandgap fibers square-lattice full-vector finite element method dispersion characteristics
表面模与纤芯基模耦合是使双空芯光子晶体光纤产生无耦合点的根本原因。为进一步探究双空芯光子晶体光纤中表面模的产生及控制机理，采用平面波展开和全矢量有限元法，分析了纤芯周围石英环相对厚度和纤芯的截切半径对表面模和无耦合点的影响。结果表明，纤芯截切半径固定时，随着石英环相对厚度的增大，无耦合点向长波长方向移动；石英环相对厚度固定为1时，纤芯最佳截切半径为0.9Λ～1.0Λ，可以较好地抑制表面模。这为新型双空芯光子晶体光纤的结构设计和现实应用提供了理论依据。
光纤光学 表面模 全矢量有限元法 石英环相对厚度 纤芯截切半径 fiber optics surface modes full vector finite element method thickness of the silica ring core radius
为了研究纤芯-包层交界处石英环厚度对空芯光子带隙光纤的传输带宽、色散、纤芯能量、非线性系数的影响，利用全矢量有限元法对所设计的7孔空芯光子带隙光纤进行仿真，得到了纤芯半径固定时，不同石英环相对厚度情况下，光纤带宽、色散、纤芯能量及非线性系数随波长的变化曲线。结果表明，石英环相对厚度的最佳取值范围为0.5～0.6，这为光纤设计提供了理论依据。
光纤光学 石英环相对厚度 全矢量有限元法 表面模 fiber optics normalized thickness of silica ring full-vector finite element method surface mode
主要分析带隙型全固双芯光子晶体光纤填充高温度系数折射率敏感介质后的温度特性。应用平面波展开法和全矢量有限元法研究温度对其模场分布、有效折射率、耦合长度及温度传感的影响。理论计算结果表明，耦合长度随温度升高出现单极值或多极值点，奇模式的有效折射率随着温度的变化或波长的变化会出现跳变情况。
全固光子晶体光纤 有效折射率 耦合长度 温度传感 all-solid photonic crystal fiber effective index coupling length temperature sensor
