光子晶体光纤的制备和应用

论文摘要

本文研究了光子晶体光纤的传导特性以及制备工艺，从理论和实验上对光子晶体光纤的结构进行了分析。首先阐述了光子晶体光纤的发展历程，并分析了国内外光子晶体光纤的研制水平以及各种光纤的实际应用效果。对光子晶体光纤带隙理论进行了研究。本课题进行了大量的工艺实验，研制出的光子晶体光纤已应用于光纤光栅和光纤激光器等光电器件。由于光子晶体光纤具有无截止单模传输、奇异的色散、高双折射等特性，这些特性是传统光纤所没有的特性。因此光子晶体光纤必将给光纤通信及相关领域带来一个全新的发展空间。本课题主要研究内容包括：1.研究光子晶体光纤的传导特性。首先对正六边形空气孔结构的光子晶体光纤进行研究，在此基础上研制出光敏光子晶体光纤，对分析光子晶体光纤的一些理论分析方法做了归纳。2.在光子晶体光纤的制作工艺上进行了大量的实验。对微型石英单元的加工、光纤预制件的拼装、清洗、拉丝等工艺进行了深入的研究。同时也研究了拉丝炉体的热场分布、光子晶体光纤的涂覆、光子晶体光纤测试等技术。3.研制了一种具有较好连续光谱的光子晶体光纤。经过实验，证明该光子晶体光纤能够满足光纤放大器的工作需要，为放大器的进一步发展提供了有力的材料支持。4.光子晶体光纤在光电器件方面的应用。主要研究了光子晶体光纤光栅的导光机理及应用。对本课题研制的光敏光子晶体光纤进行了写光栅的实验，实验结果能够满足用户的要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 光子晶体光纤
• 1.1.1 光子晶体简介
• 1.1.2 光子晶体和光子带隙理论
• 1.1.3 光子晶体光纤制备技术的发展概述
• 1.1.4 光子晶体光纤的发展概述
• 1.2 选题意义、研究内容和创新点
• 第二章 光子晶体光纤的特点和应用
• 2.1 光子晶体光纤特点的介绍
• 2.2 光子晶体光纤在光电器件方面的应用
• 2.3 光子晶体光纤光栅的种类
• 2.3.1 外界折射率不敏感的 PCFG
• 2.3.2 对温度不敏感的 PCFG
• 2.3.3 大范围宽带调谐滤波器
• 2.4 国内外光纤光栅研制进展
• 第三章 光子晶体光纤的理论分析和结构设计
• 3.1 理论分析方法
• 3.2 数值模拟计算
• 3.2.1 数值孔径
• 3.2.2 无限单模特性
• 第四章 光子晶体光纤制备工艺研究
• 4.1 光子晶体光纤的制备工艺过程
• 4.2 光子晶体光纤制备关键技术研究
• 4.2.1 高纯石英单元的制备工艺技术研究
• 4.2.2 光纤预制件组装、清洗技术研究
• 4.2.3 光子晶体光纤拉丝技术研究
• 4.2.4 光子晶体光纤测试技术研究
• 第五章 光子晶体光纤应用研究
• 5.1 光子晶体光纤在光纤光栅领域的应用
• 5.1.1 紫外曝光法写制 PCFG
• 5.1.2 热激成栅法写制 PCFG
• 5.1.3 机械压力法写制 PCFG
• 5.1.4 双光子吸收法写制 PCFG
• 5.2 基于光子晶体光纤超连续谱方面特性的应用
• 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢