光子晶体光纤传输特性理论模拟与计算

论文摘要

光子晶体光纤的发现标志着一类新型光纤的诞生,由于它具有传统光纤所无法比拟的特殊的光学特性,在近几年里迅速发展,成为光纤研究领域的一个热点。有些科学家预言它将成为下一代光通信的核心。本论文介绍了光子晶体光纤发展过程及现状,着重介绍了伽辽金有限元分析方法,和理论基础,研究了光子晶体光纤的基本理论和有限元计算模型的建立,通过伽辽金有限元方法对光子晶体光纤的特性参数进行数值计算和计算机仿真,进而系统地讨论光子晶体光纤的光学特性,包括对光子晶体光纤的模场分布,基模有效折射率,归一化频率,材料色散,模场面积,数值孔径等一系列特性参数进行了分析。通过对光子晶体光纤特性的深入研究,给出了TIR-PCF的设计模型,并对这类光纤的光学特性进行深入的探讨,给出相应的结论及应用领域。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 光子晶体光纤的研究进展
• 1.2 国内外研究状况
• 1.3 本论文的工作及研究意义
• 第二章光子晶体和光子晶体光纤
• 2.1 光子晶体简介
• 2.2 研究光子晶体光纤的意义
• 第三章 光子晶体的理论方法和几种光子晶体光纤的结构
• 3.1 光子晶体的理论方法
• 3.2 电磁学本征值问题
• 3.3 谐振模的基本特征
• 3.4 几种特殊结构的光子晶体光纤
• 第四章 光纤模式分析的伽辽金有限元模型
• 4.1 有限元方法
• 4.2 伽辽金有限元模型
• 第五章 TIR-PCF特性计算
• 5.1 模型的建立
• 5.2 模场分布
• 5.3 有效折射率
• 5.4 归一化频率
• 5.5 色散分析
• 5.6 模场的有效面积
• 5.7 数值孔径
• 5.8 本章小结
• 结束语
• 致谢
• 参考文献