三根平行微纳光纤耦合特性研究-论文.pdf

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1、第41卷第9期中国激光Vo1．41，NO．92014年9月CHINESEJOURNALOFLASERSSeptember，2014三根平行微纳光纤耦合特性研究曾燕章玲周爱陈国庆／江南大学理学院，江苏无锡214122、＼哈尔滨工程大学理学院，黑龙江哈尔滨150001／摘要微纳光纤具有大比例倏逝场传输的光学特性，相比于普通光纤，其耦合现象更加明显。利用基于有限元法的COMSOLMultiphysics软件对三根平行微纳光纤进行了详细的数值模拟研究。计算结果表明，纤芯间距改变时，三根平行微纳光纤随传输距离变化的功率耦合分布的规律是相似的，都呈周期性分

2、布。纤芯间距不同时，耦合周期发生变化，且随着纤芯间距的增大，耦合周期也逐渐增大。且入射光的偏振态对耦合周期和耦合效率也有一定的影响。利用三根平行微纳光纤的耦合特性，设计了一种3×1微纳光纤耦合器，当选取恰当的纤芯间距和耦合区长度时，3×1微纳光纤耦合器的耦合效率最高可达93．3。关键词光纤光学；微纳光纤；耦合特性；耦合器；倏逝场中图分类号TN253文献标识码Adoi：10．3788／CJL2O1441．0905003InVestigationofCouplingCharacteristicsamongThreeParallelMicro／Nan

3、oOpticalFibersZengYanZhangLingZhouAiChenGuoqing，SchoolofScience，JiangnanUniversity，Wuxi，Jiangsu214122，China、＼SchoolofScience，HarbinEngineeringUniversity，Harbin，Heilongjian9150001，China／AbstractMicro／nanoopticalfibershavetheopticalpropertyoflargeevanescentfields，whichmakesthe

4、ircouplingphenomenonmoreobviouscomparedwiththenormalopticalfibers．Thesimulationofthreeparallelmicro／nanoopticalfibersisperformedbyusingthesoftwareofCOMSOLMultiphysicswhichisonthebasisofthefiniteelementmethod．Theresultsshowthatthecouplingpowerdistributionsareapproximationasth

5、etransmissiondistancechangingwhenthedistancebetweenparallelmicro／nanoopticalfibersischanged．Thedistributionsareperiodicalandcouplingperiodsincreasewhenthedistancesincrease．Thepolarizationofincidentlighthasaninfluenceoncouplingperiodandcouplingefficiency．Byutilizingthecouplin

6、gcharacteristicsamongthreeparallelmicro／nanoopticalfibers．a3×1micro／nanoopticalfibercouplerisdesignedanditscouplingefficiencyisapproximately93．3％whentheappropriatecouplinglengthanddistancesbetweentheopticalfibersarechosen．Keywordsopticalfiberoptics；micro／nanoopticalfibers；co

7、uplingcharacteristics；coupler；evanescentfieldsOCIScodes060．227O；060．2310：060．2430：230．39901引言这些优点，微纳尺度的光子器件，如传感器]、耦合器。一、滤波器]、激光器、光纤光栅和环近年来，由于微纳光纤具有小尺寸、大比例倏逝形谐振器。等，也相继被研究出来。微纳光纤大场传输、强光场约束、低光学损耗和高耦合效率等优点Ⅲ，使微纳光纤的研究成为热点。利用微纳光纤比例倏逝场传输的光学特性，使它相比于普通光纤，收稿日期：2014—03—21；收到修改稿日期：2014—0

8、4—16基金项目：国家自然科学基金(11204047)作者简介：曾燕(1989一)，女，硕士研究生，主要从事微纳光纤和光电器件等方面的研究。E-mai