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光子带隙光纤(上)

传统光纤目前存在的主要问题是损耗、色散和非线性效应。在长距离传输中,要求损耗尽可能少,损耗主要来源于吸  (本文共1页) 阅读全文>>

南开大学
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光子晶体光纤及其功能型器件的研究

本文研究了光子晶体光纤的传导特性,从理论和实验上对基于光子晶体光纤的有源、无源器件进行了设计和分析。首先阐述了光子晶体光纤的发展历程和研究现状以及平面波展开法和有限单元法等数值计算方法;接着对光子晶体光纤的传导机制、基本传导特性以及光子带隙光纤的表面模和高双折射光子晶体光纤的温度和力学特性进行了研究;实验和理论研究了光子晶体光纤光栅;对双芯光子带隙光纤耦合器、高折射率材料填充型光子带隙光纤可调衰减器、光子晶体光纤掺铒放大器、双包层光子晶体光纤掺镱激光器、光子晶体光纤拉曼放大器等基于光子晶体光纤的功能器件进行了设计。主要研究内容包括:1、研究光子晶体光纤的传导特性。首先对三角形、蜂窝形栅格空气孔包层结构的光子能带进行了研究,在此基础上阐述了光子晶体光纤的传导机制,对折射率引导和光子带隙引导光子晶体光纤的波导色散、泄漏损耗和有效模场面积进行了研究。2、对光子带隙光纤的表面模进行了理论研究。研究了光子带隙光纤传导的纤芯模式和表面模式的...  (本文共133页) 本文目录 | 阅读全文>>

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光子晶体光纤功能器件的研究

光子晶体光纤是近年来悄然兴起的一个新的研究领域,由于它独特传输特性和重要的应用价值而引起越来越广泛的关注。本报告是结合国家973计划项目“基于微结构光纤的光电子功能器件的创新与研究”(2003CB314906)、国家自然科学基金项目“新型量子点注入光子晶体光纤激光器研究”(10674074)、中国博士后科学基金资助项目“多芯光子带隙光纤的耦合机制及其在光子器件中的应用的研究”(20060400687)等,对基于光子晶体光纤的重要光电子器件进行分析。本报告首先阐述光子晶体光纤的发展过程、性能特点和重要应用,接着对多芯光子晶体光纤、光子晶体光纤光栅和光子晶体光纤中的非线性效应进行了研究。报告主要内容包括:1.理论设计了宽带单偏振单模双芯光子晶体光纤并分析了它的传导和耦合特性,该耦合器可以在超过200nm带宽的波长范围内实现单偏振单模耦合。2.对双芯光子带隙光纤的耦合特性进行了理论和实验研究。理论研究了双芯空芯光子带隙光纤和双芯全固光...  (本文共99页) 本文目录 | 阅读全文>>

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光子晶体光纤填充和光子晶体光纤光栅的研究

本论文选题于国家973、863以及国家自然科学基金等项目,结合课题的要求和主要目标,在对光子晶体光纤(PCFs)传输特性研究的基础上,首先对光子晶体光纤光栅进行了理论和实验研究;然后,采用平面波展开法和有限单元法分析了在光纤的空气孔中填充高折射率液晶对光纤传导机制和传输特性的影响,提出并设计了几种新型光子晶体光纤;最后,提出并研制成功连续可调谐、输出功率谱均衡的全光纤化、高功率包层泵浦铒镱共掺光纤激光器实验样机。主要研究内容和成果包括以下基本方面:1、首次提出基于填充高折射率介质(液晶)的折射率引导型PCF的光子带隙理论分析方法,在此理论的指导下,采用平面波展开法和有限单元法研究了填充对光纤传导机制和传输特性的影响,研究结果表明液晶填充可以实现光子晶体光纤导光机制的转变。基于光子带隙理论利用光纤传导模式在带隙内外传导模式的损耗、色散等特性的差异,我们首次提出并设计了通过外界物理量调节包层中填充介质的折射率,改变光子带隙和传导模式...  (本文共128页) 本文目录 | 阅读全文>>

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微结构光纤光栅的理论、实验与应用研究

光纤光栅作为最重要的光纤器件之一,在光通信和光传感领域发挥着重要作用。近年来,微结构光纤的出现和迅猛发展,为光纤光栅技术的进一步发展提供了新的平台。通过对光纤微结构的合理设计和光纤光栅实现方式的创新,在微结构光纤上制作的光纤光栅将可能具有新颖的光谱特性和应用价值。另一方面,在微结构光纤中进行光纤光栅的写制是分析微结构光纤模式特性和色散特性的重要实验手段。本论文阐述了微结构光纤光栅的模式耦合理论,探索出一整套在多种微结构光纤中制作光纤光栅的工艺,在折射率引导型光子晶体光纤、全固态光子带隙型光纤、Bragg光纤等多种微结构光纤中成功写制了光栅,并对它们的光谱特性、耦合方式和应用前景作了详细分析,主要内容包括:1.基于光纤光栅的耦合模理论和微结构光纤的模式特性,建立了微结构光纤光栅的理论分析方法,这为我们在理论上解释各种微结构光纤光栅的光谱特性和模式耦合建立了基础。2.探索出一套在多种微结构光纤中写制光栅的工艺,包括:微结构光纤与单模...  (本文共140页) 本文目录 | 阅读全文>>

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全固光子带隙光纤及其长周期光栅的理论和实验研究

全固光子带隙光纤易于分析、熔接、掺杂,在通信、传感等领域中都有着潜在应用,针对这种光纤的研究有着重要意义。本文首先阐述光子晶体光纤尤其是光子带隙光纤的发展、特点和应用并概述光纤光栅的相关背景;之后利用理论分析方法对全固光子带隙光纤的模式特性进行了分析;然后着重研究全固光子带隙光纤的超模、带隙基本性质以及基于全固光子带隙光纤的长周期光栅和级联长周期光栅对的耦合机理和传感特性。主要内容包括:1.理论设计了全固光子带隙光纤的带隙结构。首先利用紧束缚模型定性分析掺杂结构对全固光子带隙光纤带隙结构的影响;然后设计一种新的光纤结构,相比于传统的全固光子带隙光纤,其包层含有低折射率环和新的高折射率柱,并具有特殊的带隙结构;最后通过调整纤芯折射率,实现宽带无基模传输。此外,我们对不同光纤结构的泄漏损耗和抗弯特性进行比较,验证了带隙设计的有效性。2.利用二氧化碳激光点点写入技术在全固光子带隙光纤上成功写制长周期光栅;借助相位匹配公式确认高阶谐振的...  (本文共69页) 本文目录 | 阅读全文>>