光子晶体光纤的研究与应用

《光子晶体光纤的研究与应用》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、山东大学硕士学位论文光子晶体光纤的研究与应用姓名：薛华申请学位级别：硕士专业：无线电物理指导教师：孔凡敏20080306山东大学硕士学位论文缩略名词索引光子带隙多孔光纤微结构光纤光子晶体光纤掺饵光纤放大器TIR-PCF全内反射光子晶体光纤PBG—PCFP1rEFEMFDTDBZ光子带隙光子晶体光纤平面波展开法有限元法时域有限差分法布里渊区3^^盼『F∞陋阿肝娅陀D原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研

2、究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：兹生日关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：斡导师签名：丕遗山东大学硕士学位论文摘要自从1996年Russell等研制出第一根光子晶体光纤以来，众多的大学和科研

3、机构投入了大量的人力物力对光子晶体光纤在理论和实际应用方面进行了深入的研究。光予晶体光纤是一种带有缺陷的二维光子晶体，其纤芯是由石英或空气孔构成的线缺陷，光纤包层是由规则分布的空气孔组成，因而光予晶体光纤又被称为多孔光纤或微结构光纤。光子晶体光纤因其全新的结构和导光机制、优越的导光特性和灵活的设计自由度，成为目前光学和光电子学领域的研究热点。本文从光子晶体的概念出发，论述了光子晶体的特征，引入了光子晶体光纤的概念。分别介绍了光子晶体光纤的带隙型和全内反射型的结构及其导光机理。并阐述了光予晶体光纤在光通信、光电子和信息处理方面的应用，说明了研究光子

4、晶体光纤的实际意义和价值。在众多的数值分析方法中，平面波展开法具有简单、可靠、高效的特点。本文重点阐明了平面波展开法的基本原理，并运用平面波展开法对光子带隙型光予晶体光纤的能带结构、光子带隙进行了分析和计算，对全内反射型光子晶体光纤的模场、传导模、辐射模、色散关系进行了分析和计算，并且利用全内反射型光予晶体光纤的“无截止单模”特性与光纤尺寸无关，设计出大模场光子晶体光纤结构，并计算其色散关系分析其传输特性。大模场单模光子晶体光纤可以大大降低光功率密度，减小非线性效应且不易被击穿，在高功率传输、高功率光纤激光器和放大器方面具有广泛的应用。关键词：光

5、子晶体；光子晶体光纤；光子带隙；平面波展开法山东大学硕士学位论文ABSTRACTSinceRussellproposedtheconceptionofphotoniccrystalfiber(PCF)，manyuniversitiesandinstituteshavebeenspendinggreatdealofmanpowerandmaterialresourceonthetheoryandapplicationresearchesforthePCEThePCFisakindoftwo-dimensionalphotoniccrystalswi

6、thdefects．ThecoreofPCFisathreaddefectmadeupofquartzorairholes，andthefibercladdingconsistsofairholesdistributedregularly．Hence,thePCFisalsocalledholcyfiberormicrostmctureopticalfiber．Duetoitsuniqueconfigurationandguiding—lightprinciple,betterguidingproperties，anddesigndegreeso

7、ffreedom，recently,theyhavebecometheresearchfocusinopticsandopticalelectronics．Inthispaper,thepropertyofthephoniccrystalisdiscussedandtheconceptofthePCFisintroducedfromtheviewofthephotoniccrystal．TheconstructionandguidinglightprincipleofphotonicbandgapPCFandmodifiedtotalintern

8、alreflectionPCFareintroduced．TheapplicationofPCFintheareasofopticalc