基于经验公式的光子晶体光纤设计

论文摘要

针对光子晶体光纤的特点，对光子晶体光纤的群速度几何色散参量、三阶几何色散参量、微分几何色散参量等多个色散参数的表示形式进行了归一化处理，简化了光子晶体光纤色散特性的计算。为研究光子晶体光纤的宽带色散补偿特性，基于一组光子晶体光纤的经验公式和光子晶体光纤具有空气孔节距、空气孔直径与空气孔节距的比值两个设计参数的特点，针对一种典型传统单模光纤的色散特性，设计了一组光子晶体光纤，可有效同时实现C波段和L波段（约1530 nm～1625 nm）约95 nm频谱范围的群速度色散、三阶色散的宽带补偿。若光子晶体光纤和传统单模光纤的长度比为:7，则经过一个色散排布补偿后的归一化剩余群速度色散和归一化剩余三阶色散的范围可分别减小为-0.0119～0.0197 ps2／km和0.0001～0.0013 ps3／km。为实现光子晶体光纤中的精确基态光孤子传输，基于光子晶体光纤的经验公式，根据相应实现条件，设计了一组渐缩光子晶体光纤，相应的特性参数分析表明，该组渐缩光子晶体光纤具有良好的光孤子传输性能。本文的研究方法和结果对于快速、灵活设计应用于不同光纤光学领域的光子晶体光纤具有一定的参考价值。

论文目录

• 论文摘要（中文）
• 论文摘要（英文）
• 1 引言
• 2 光子晶体光纤及其分析方法
• 2.1 光子晶体光纤简介
• 2.1.1 全内反射型光子晶体光纤
• 2.1.2 光子带隙型光子晶体光纤
• 2.1.3 光子晶体光纤的制造
• 2.2 光子晶体光纤的理论分析方法
• 2.3 光子晶体光纤的经验公式
• 3 光子晶体光纤特性参数的表示形式
• 3.1 光子晶体光纤的归一化截止波长
• 3.2 光子晶体光纤色散参数的归一化表示
• 3.3 光子晶体光纤非线性系数的表示形式
• 4 具有宽带色散补偿特性的光子晶体光纤设计
• 4.1 宽带色散补偿简介
• 4.2 同时实现群速度色散和三阶色散宽带补偿的条件
• 4.3 补偿率和剩余色散
• 4.4 实现典型传统单模光纤宽带色散补偿的光子晶体光纤设计及其分析
• 5 用于光孤子传输的光子晶体光纤设计
• 5.1 光孤子传输简介
• 5.2 色散渐减光纤
• 5.3 渐缩光子晶体光纤及其制造
• 5.4 实现精确基态光孤子传输的光子晶体光纤设计及其分析
• 6 结论
• 参考文献