1 兰州理工大学理学院, 甘肃 兰州 730050
2 东莞理工学院电子工程学院, 广东 东莞 523808
采用全矢量的方法，数值求解了内包层为左手材料，纤芯和外包层为常规材料的W型弱导双包层光纤的特征方程，分析了其模式分布、色散和时延特性。结果表明内包层为左手材料的双包层光纤具有许多不同于常规光纤的反常特性：单模传输模式只存在于特定的频率范围内；随着内包层负折射材料厚度的增加，同一模式同一频率下出现不同的传播常数；内包层厚度对单模的色散和群时延影响巨大，通过增大内包层厚度，可以达到-158000 ps/(nm·km)大负色散及极大的群时延。这些结果为设计新型色散补偿光纤及新型光纤器件提了供理论基础。
光纤光学 左手材料 光纤 波导色散 群时延
南京邮电大学 通信与信息工程学院, 江苏 南京 210003
文章设计了一种新型的塑料光子晶体太赫兹波导，该波导包层为聚乙烯(含周期性排列的三角格子型空气孔)，芯层为有机材料聚四氟乙烯。采用时域有限差分 (FDTD) 法仿真得到色散特性曲线。研究结果表明，该掺杂型塑料光子晶体太赫兹波导是一种适合太赫兹波传输的光子带隙效应型波导，在太赫兹波段具有良好的传输特性。
太赫兹波 塑料光子晶体波导 时域有限差分 波导色散 terahertz wave plastic photonic crystal waveguide FDTD waveguide dispersion
1 郑州大学河南省激光与光电信息技术重点实验室，河南 郑州 450052
2 天津大学激光与光电子研究所，天津 300072
利用有效折射率方法的标量近似理论对三角排列的光子晶体光纤超平坦色散特性进行了理论分析和数值模拟，研究发现改变光子晶体光纤包层空气孔半径或空气孔间距可以改变波导色散的特性，从而可以设计在不同波段，不同大小值的超平坦色散。本文的计算和分析可以为设计不同色散特性的光子晶体光纤提供理论依据。
光子晶体光纤 有效折射率 波导色散 超平坦色散 photonic crystal fibers effective index approach waveguide dispersion ultraflattened dispersion
1 北京交通大学 理学院，北京 100044
2 北京交通大学 电子学院，北京 100044
基于麦克斯韦方程组的比例性质，讨论了光纤波导色散的比例性质，并对普通光纤、Bragg光纤和光子晶体光纤的波导色散进行了理论研究。以Bragg光纤为例，提出了一种根据波导色散的比例性质灵活设计光纤色散特性的方法。
波导色散 比例性质 Bragg光纤 光子晶体光纤 waveguide dispersion scaling properties Bragg fiber photonic crystal fiber
中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室, 上海 201800
对串联的长周期光纤光栅(CLPFG)的透射谱特性进行了理论分析和实验研究。分析表明,长周期光纤光栅中纤芯模和包层模之间的马赫曾德尔干涉效应导致在长周期光纤光栅谐振峰内的梳状滤波结构特性;其峰值位置和峰间距同串联区光纤的长度以及光纤的波导色散因子有关。测量了长周期光纤光栅的透射谱,并研究了其温度特性。根据测量数据,得到对应于1554 nm波长处,所用单模光纤HE14模的波导色散因子γ为0.874;纤芯/包层有效折射率差的热光系数为4.8×10-5 ℃-1。并对这一测试方法和结果,以及长周期光纤光栅的应用进行了讨论。
光纤光学 串联长周期光纤光栅 波导色散因子 热光系数
1 北京交通大学光波技术研究所, 北京 100044
2 河北大学物理科学与技术学院,河北 保定 071002
应用等效折射率模型研究了光子晶体光纤(PCF)的传播特性。介绍了光子晶体光纤的等效折射率模型。通过求解标量波动方程得到了光子晶体光纤包层基空间填充模的模式折射率,利用阶跃光纤的理论来研究光子晶体光纤的导模特性。应用此模型对不同结构光子晶体光纤包层区的等效折射率与波长的关系进行了讨论。包层区等效折射率与芯子的折射率差随波长的增加而增大,并由此阐述了光子晶体光纤的单模特性。数值分析得到光子晶体光纤的基模的模式折射率,并由此研究了光子晶体光纤的波导色散与结构参量的关系。分析表明,光子晶体光纤的波导色散随空气孔孔距的变化符合Maxwell方程的比例性质。空气孔的相对孔径对波导色散有重要的影响。这些分析表明光子晶体光纤具有可以灵活设计其色散特性的潜在应用前景。
光电子学 光子晶体光纤 等效折射率 模式折射率 波导色散
研究了三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤的波导色散特性.结果发现在相同条件下,三包层WⅠ和WⅡ型单模光纤零色散点的调节范围比传统的双包层W型单模光纤明显增大.详细分析了几何参量P、Q和光学参量R1、R2对单模传输时的波导色散特性和低次模截止频率的影响.所得的研究结果为获得更为理想的色散补偿、色散平坦光纤及设计新型无源光器件提供了重要的依据.计算波导色散的方法可推广到多包层光纤.
导波光学 三包层光纤 波导色散 零色散点 截止频率
宁波大学光纤通信与网络技术研究所,宁波,315211
在对双包层手征光纤(W型)进行解析求解的基础上,用数值计算方法研究了纤芯和内外包层的手征参数和内包层厚度对模式色散特性的影响,给出了双包层手征光纤中基模的归一化传播常数b、群延迟d(Vb)/dV和波导色散Vd2(Vb)/dV2随纤芯和内外包层的手征参数和内包层厚度的变化关系曲线,结果表明在双包层光纤的纤芯和内外包层中引入手征,可以极大地改变光纤中基模的色散特性,特别是内包层厚度不同时,色散特性也极为不同.
手征光纤 双包层光纤 传播常数 群延迟 波导色散 chiral optical fiber double clad fiber phase constant group delay waveguide dispersion
提出了单轴各向异性材料为内包层,且其主轴沿光纤轴线(z轴)方向的双包层光纤模型,推出了矢量模特征方程.重点研究了主轴折射率比kcl对波导色散的影响, 针对从矢量模特征方程求解波导色散因表达式极为复杂而无法直接求解的困难,提出了一种求解波导色散的有效方法. 研究结果发现可以在不改变光波导结构参量的条件下,通过改变kcl可有效地改变光纤的波导色散.也分析了kcl、几何参量S、光学参量R对低次模的传输和截止特性的影响.研究结果为获得更为理想的色散补偿、 色散平坦光纤及设计新型无源光器件提供了重要的依据.
各向异性 双包层光纤 波导色散 截止特性 色散平坦
根据波导标量解本征值方程及其递推关系,提出一种利用Gloge关系求解单模光纤中波导色散的理论方法,给出了色散的解析形式.通过分析归一化传输常数的近似解与精确解间的差别论证了这种解析法具有精确求解的计算精度.给出普通单模光纤(G.652)光纤色散的实验数据,并与计算的色散解析解曲线加以比较,二者达到极好的吻合.利用所得到的结果,分析了数值微分法和经验公式的计算精度.
光纤色散 波导色散 材料色散
