设计了一种纤芯区域由中心椭圆缺陷孔和其横排的上下两侧椭圆孔组成的高双折射率光子晶体光纤, 并在其纤芯中心椭圆缺陷孔中填充高折射率液体物质二硫化碳.利用有限元法分析了该光子晶体光纤的双折射率、功率限制因子、模场分布及色散系数特性.研究结果表明: 液芯光纤具有较高的纤芯功率限制因子, 在波长0.6~1.6 μm范围内实现了宽带大负色散系数, 在波长1.55 μm处光纤双折射率达到了6.8×10－2, 即该结构液芯光子晶体光纤同时实现了宽带大负色散和高双折射率特性.通过结构参量容差性分析得到该光纤具有较好的偏振稳定性.
高双折射率 功率限制因子 色散系数 有限元 光子晶体光纤 High birefringence Power confinement factor Dispersion Finite element method Photonic crystal fiber
1 兰州理工大学理学院，甘肃 兰州 730050
2 北京邮电大学教育部光通信和光波技术重点实验室，北京 100876
应用数值解法对包层为单轴晶体材料且其光轴平行于光纤轴的光纤功率限制因子进行了理论模拟，并从模式特性出发解释了kcl对该类光纤Bragg光栅的反射率的影响。计算结果表明：对于HE11模，各向同性材料包层光纤中的能量比单轴晶体材料包层光纤中的能量更容易集中在纤芯中传输，而且集中程度与kcl的取值有关；各向异性材料包层比各向同性材料包层的光纤Bragg光栅的反射率要高；此类光纤Bragg光栅的反射率主要是由光纤纤芯和包层中能量分布决定的。
纤维与波导光学 功率限制因子 光纤Bragg光栅 单轴晶体材料 反射率 fiber and waveguide optics confinement factor fiber Bragg grating uniaxial crystal materials reflectivity
从基空间填充模出发,将光子晶体光纤的包层等效成均匀介质,从而将光子晶体光纤等效为阶跃折射率光纤。利用等效折射率模型,对光子晶体光纤的模式特征进行了详尽的研究,主要包括模式特性、传输常量、模场分布、功率限制特性、瑞利散射损耗特性、色散特性,等等。并通过功率限制因子这一参量将它与单模光纤进行比较。结果表明,光子晶体光纤单模工作波长范围比较宽,功率限制因子比较高,可用于制作更高抽运效率的光纤放大器。
光子晶体光纤 等效折射率 功率限制因子 全内反射 光子带隙
