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高双折射光子晶体光纤的设计与传感特性分析
1
作者 廖振鑫 刘理 +3 位作者 毛莉莉 曾伟 漆世锴 劳泽锋 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期448-452,共5页
为了提高光纤的双折射率以及传感灵敏度,提出了一种基于椭圆形孔阵列的光子晶体光纤,通过空气孔调制光纤的折射率分布,有效的提高了光纤的双折射率,并基于全矢量有限单元分析法,研究了光纤色散、限制损耗以及温度传感特性。仿真结果表明... 为了提高光纤的双折射率以及传感灵敏度,提出了一种基于椭圆形孔阵列的光子晶体光纤,通过空气孔调制光纤的折射率分布,有效的提高了光纤的双折射率,并基于全矢量有限单元分析法,研究了光纤色散、限制损耗以及温度传感特性。仿真结果表明,孔阵列椭圆率为2时,光纤的双折射率高达1.92×10^(-2),且限制性损耗低至10^(-10) dB·km^(-1)数量级,同时色散约为-15.54ps·km^(-1)·nm^(-1)。通过填充液体增敏的方式,有效提高了光纤基模的热光系数,热光系数高达9.5×10^(-5)/℃,可用于高灵敏度光纤温度传感。 展开更多
关键词 双折射 光子晶体光纤 色散 温度传感
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基于高双折射光子晶体光纤与光纤环的超宽带可调谐微波光子滤波器 被引量：2
2
作者 曹晔 杨菁芃 +1 位作者 童峥嵘 许东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期29-33,共5页
提出一种基于高双折射光子晶体光纤与光纤环的超宽带可调谐微波光子滤波器.以多波长光纤激光器作为光源,向高双折射光子晶体光纤内填充温敏液体,通过改变填充温敏液体的温度,高双折射光子晶体光纤可具有不同的双折射,得到不同波长间隔... 提出一种基于高双折射光子晶体光纤与光纤环的超宽带可调谐微波光子滤波器.以多波长光纤激光器作为光源,向高双折射光子晶体光纤内填充温敏液体,通过改变填充温敏液体的温度,高双折射光子晶体光纤可具有不同的双折射,得到不同波长间隔的激光,从而使微波光子滤波器具有不同的自由频谱范围.当温度的变化范围为20~80℃时,仿真测得微波光子滤波器自由频谱的变化范围为2.49~39.9GHz.引入光纤环构建级联型微波光子滤波器,滤波器的主旁瓣抑制比可提高到33.6dB,Q值可达到499,提高了滤波器的频率选择性. 展开更多
关键词 微波光子滤波器 可调谐 相位调制 高双折射光子晶体光纤 波长间隔
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高双折射光子晶体光纤偏振模色散测量 被引量：19
3
作者 杨广强 张霞 +3 位作者 林健飞 宋继恩 黄永清 任晓敏 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第8期1133-1136,共4页
对一种高双折射光子晶体光纤的偏振模色散进行了测量.实验用26m长光子晶体光纤使皮秒光脉冲的两个正交偏振模产生了108ps时延.运用脉冲时延法和固定分析仪法对这种高双折射光子晶体光纤的偏振模色散进行了实验测量,测量得到其偏振模色... 对一种高双折射光子晶体光纤的偏振模色散进行了测量.实验用26m长光子晶体光纤使皮秒光脉冲的两个正交偏振模产生了108ps时延.运用脉冲时延法和固定分析仪法对这种高双折射光子晶体光纤的偏振模色散进行了实验测量,测量得到其偏振模色散参量可达4154ps/km,对应的模式双折射度为1.25×10-3.这种新型的高双折射光纤可用于补偿光纤通信系统中的偏振模色散. 展开更多
关键词 光子晶体光纤 高双折射 光纤通信系统 偏振模色散
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高双折射光子晶体光纤研究 被引量：12
4
作者 张明明 马秀荣 +2 位作者 曹晔 岳洋 王力维 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期1126-1129,共4页
设计了一种高双折射光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF),即增大两个与纤芯相邻的空气孔直径,使光纤只具有二重对称性,呈现出较高的双折射.通过压缩x轴方向孔间距,进一步增大双折射度.采用全矢量有限单元法(Finite-element Method... 设计了一种高双折射光子晶体光纤(Photonic Crystal Fiber,PCF),即增大两个与纤芯相邻的空气孔直径,使光纤只具有二重对称性,呈现出较高的双折射.通过压缩x轴方向孔间距,进一步增大双折射度.采用全矢量有限单元法(Finite-element Method,FEM),研究了该光子晶体光纤基模对应的相双折射和群双折射,给出了该高双折射PCF双折射随输入光波长的变化曲线.结果获得了10-3量级的高双折射.具有设计参量的该光子晶体光纤结构的相双折射在1550nm处可以达到5.0×10-3,在更长的波长处,这一值会更高. 展开更多
关键词 光纤通信 光子晶体光纤(PCF) 有限元法 高双折射
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基于椭圆孔包层和微型双孔纤芯的新型高双折射光子晶体光纤 被引量：7
5
作者 刘旭安 吴根柱 +2 位作者 陈达如 刘军 卢启景 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期1728-1732,共5页
设计了一种新型高双折射光子晶体光纤,即其包层引入椭圆形空气孔,且以三角晶格方式周期排列,纤芯引入亚波长尺寸(～0.16μm)的微型双孔结构阵列.采用全矢量有限元法和各向异性完美匹配层边界条件分析了该型光子晶体光纤的双折射特性和... 设计了一种新型高双折射光子晶体光纤,即其包层引入椭圆形空气孔,且以三角晶格方式周期排列,纤芯引入亚波长尺寸(～0.16μm)的微型双孔结构阵列.采用全矢量有限元法和各向异性完美匹配层边界条件分析了该型光子晶体光纤的双折射特性和色散特性,详细介绍了该光子晶体光纤在不同的椭圆率、椭圆归一化面积、微型双孔孔径、两小孔之间间距的情况下双折射和限制损耗随波长的变化曲线.模拟结果表明,通过同时在包层和纤芯引入非对称性,获得了较高的双折射(～10-3量级)和极低(～10-4 dB/km)的限制损耗.提供了一种新的光子晶体光纤设计方法,即通过同时在包层和纤芯引入新结构来同时获得高双折射和低损耗. 展开更多
关键词 光子晶体光纤 椭圆空气孔 双折射 限制损耗
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新型高双折射光子晶体光纤特性分析 被引量：6
6
作者 梁健 云茂金 +5 位作者 孔伟金 孙欣 张文飞 席思星 尹霞 杨学宗 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期39-42,共4页
将单模光子晶体光纤的空气孔设计成椭圆形增加其结构的不对称性,可以破坏模式中两偏振态的简并,达到实现双折射特性的目的.据此,提出了一种新型的高双折射光子晶体光纤.该模型通过在纤芯引入两个小空气孔以及将包层的第一环和中间一行... 将单模光子晶体光纤的空气孔设计成椭圆形增加其结构的不对称性,可以破坏模式中两偏振态的简并,达到实现双折射特性的目的.据此,提出了一种新型的高双折射光子晶体光纤.该模型通过在纤芯引入两个小空气孔以及将包层的第一环和中间一行变为椭圆空气孔来造成光纤模式的不对称性,获得了高双折射特性.之后对该结构的色散特性及模场面积等特性进行了数值模拟,并且讨论了外包层空气孔的几何参数改变对于该模型色散特性的影响.采用全矢量平面波展开法,并且以完美匹配层作为边界条件对该结构光子晶体光纤的上述特性进行分析.结果表明,该结构光子晶体光纤可以在较宽的波长范围内产生10-3量级的模式双折射,并且从1 100～1 800nm范围内具有平坦色散特性,同时具有小模场面积特性.为基于超平坦色散、高双折射和高非线性光子晶体光纤的光纤器件的制作和应用提供理论基础. 展开更多
关键词 光子晶体光纤 双折射 色散 有效模场
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一种高双折射光子晶体光纤中的脉冲俘获分析 被引量：5
7
作者 张晓娟 赵建林 方亮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期1154-1160,共7页
数值模拟分析了一种新型高双折射光子晶体光纤中的脉冲俘获现象,以及泵浦脉冲入射条件对脉冲俘获效果的影响机理.结果表明:泵浦脉冲和信号脉冲处于零色散点附近,且分别处于光子晶体光纤的反常和正常色散区,其走离参量的数值小于10-12 s/... 数值模拟分析了一种新型高双折射光子晶体光纤中的脉冲俘获现象,以及泵浦脉冲入射条件对脉冲俘获效果的影响机理.结果表明:泵浦脉冲和信号脉冲处于零色散点附近,且分别处于光子晶体光纤的反常和正常色散区,其走离参量的数值小于10-12 s/m时,可以实现脉冲俘获;泵浦脉冲和信号脉冲的时域中心延迟对泵浦脉冲光谱红移量和信号脉冲光谱蓝移量影响很小,但时域中心延迟越大,信号脉冲的输出频谱越窄,俘获效果越差;提高泵浦脉冲峰值功率,可明显增大泵浦脉冲光谱红移量和信号脉冲光谱蓝移量,为实现不同波长范围的全光开关提供了条件;泵浦脉冲半宽度越大,泵浦脉冲频谱越宽,信号脉冲频谱越窄,俘获效果越不明显. 展开更多
关键词 光子晶体光纤 高双折射 脉冲俘获 色散
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混合双包层高双折射光子晶体光纤的特性 被引量：3
8
作者 李志全 李莎 +2 位作者 郝锐 李晓云 郑文颖 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第4期1044-1049,共6页
提出了一种新型的混合双包层结构的光子晶体光纤。利用多极法对光纤基模的模场分布、双折射、限制损耗及色散特性等进行了数值模拟，通过调节包层空气孔的孔径大小可以有效地控制光纤的双折射和限制损耗特性。结果发现：新设计的光纤具... 提出了一种新型的混合双包层结构的光子晶体光纤。利用多极法对光纤基模的模场分布、双折射、限制损耗及色散特性等进行了数值模拟，通过调节包层空气孔的孔径大小可以有效地控制光纤的双折射和限制损耗特性。结果发现：新设计的光纤具有高双折射低限制损耗特性，光纤结构参数为A=1．0μm，d1=如=以=0．8μm时，该光纤在C波段（1．53-1．565μm）及L波段（1。57-1．62μm）呈现负色散及负色散斜率。在波长为1．55μm处，Y,K折射高达10-2，限制损耗小于10-5dB／m。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 多极法 双折射 限制损耗 色散特性
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高双折射光子晶体光纤的特性研究 被引量：5
9
作者 王明利 赵原源 +1 位作者 李曙光 林万杰 《燕山大学学报》 CAS 2008年第1期41-48,共8页
对高双折射光子晶体光纤的特性进行了分析,用多极法对自行设计的高双折射光子晶体光纤的基模模场、双折射、色散、限制损耗等特性进行了数值模拟计算。这些结果对设计高双折射光子晶体光纤有参考价值。
关键词 光子晶体光纤 基模模场 高双折射 色散 限制损耗
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折射率导模高双折射光子晶体光纤的偏振特性 被引量：2
10
作者 娄淑琴 王智 +1 位作者 任国斌 简水生 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期393-396,共4页
本文应用全矢量模型 ,研究一种折射率导模高双折射光子晶体光纤的特性 .重点研究了该种光纤的偏振特性 ,包括基模场的线偏振特性 ,模式的双折射及偏振模色散 .研究表明 ,由于在包层中采用两种不同尺寸的空气孔 ,基模中两个正交偏振模简... 本文应用全矢量模型 ,研究一种折射率导模高双折射光子晶体光纤的特性 .重点研究了该种光纤的偏振特性 ,包括基模场的线偏振特性 ,模式的双折射及偏振模色散 .研究表明 ,由于在包层中采用两种不同尺寸的空气孔 ,基模中两个正交偏振模简并被打破 ,呈现出较高的模式双折射 ,模式双折射比普通的保偏光纤高至少一个量级 ,在波长 15 4 0nm ,其拍长可达 0 .4 0 6 7mm .改变光子晶体光纤的结构参数 ,将获得更高的双折射和更大的群时延差 .分析结果与实验测量结果相吻合 . 展开更多
关键词 光子晶体光纤 双折射 拍长 偏振模色散
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具有小有效模场面积的高双折射光子晶体光纤(英文) 被引量：2
11
作者 李绪友 杨汉瑞 高延滨 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期715-719,共5页
提出了一种在大波长范围内具有高双折射和小有效模场面积的光子晶体光纤。采用全矢量有限元法分析了该光纤的模场分布、有效模场面积、有效折射率以及偏振保持等特性。分析结果表明,该光纤的双折射很容易达到10-3量级,其双折射值高于传... 提出了一种在大波长范围内具有高双折射和小有效模场面积的光子晶体光纤。采用全矢量有限元法分析了该光纤的模场分布、有效模场面积、有效折射率以及偏振保持等特性。分析结果表明,该光纤的双折射很容易达到10-3量级,其双折射值高于传统六角芯型保偏光子晶体光纤。此外,该光纤的有效模场面积比传统六角芯型保偏光子晶体光纤的小,这降低了光纤的损耗和弯曲损耗。适合应用于偏振特性及弯曲不敏感性要求都较高的实际光纤传感系统,例如光纤陀螺。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 模场分布 有效模场面积 双折射 光纤陀螺
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高双折射光子晶体光纤研究进展 被引量：4
12
作者 陈明阳 张永康 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2010年第2期165-169,共5页
首先对高双折射光纤的基本原理和概念作了介绍,并简要讨论了用于分析高双折射光子晶体光纤的常用数值方法及其特点。在此基础上,提出可将高双折射光子晶体光纤归纳为四种基本类型,并对每一种类型的原理、特点和典型结构作了介绍和分析... 首先对高双折射光纤的基本原理和概念作了介绍,并简要讨论了用于分析高双折射光子晶体光纤的常用数值方法及其特点。在此基础上,提出可将高双折射光子晶体光纤归纳为四种基本类型,并对每一种类型的原理、特点和典型结构作了介绍和分析。还简要介绍了高双折射光子晶体光纤的典型应用,最后对高双折射光子晶体光纤的发展方向和前景进行了展望。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 高双折射 有限差分法 有限元法 多极法
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基于CdSe/ZnS量子点薄膜结构的高双折射光子晶体光纤的色散与损耗控制 被引量：3
13
作者 耿琰 王河林 陈中师 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第1期92-100,共9页
基于有限元法,设计了一种六边形排列含CdSe/ZnS量子点薄膜结构的高双折射光子晶体光纤,分析了具有不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤的色散及损耗特性.结果表明,含CdSe/ZnS量子点薄膜结构的光子晶体光纤在x和y方向均存在基模.当... 基于有限元法,设计了一种六边形排列含CdSe/ZnS量子点薄膜结构的高双折射光子晶体光纤,分析了具有不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤的色散及损耗特性.结果表明,含CdSe/ZnS量子点薄膜结构的光子晶体光纤在x和y方向均存在基模.当泵浦光波长逐渐增加时,具有相同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤的双折射值逐渐增大,x和y方向总色散先增大后减小且存在两个零色散点,损耗逐渐增大并在可见光波段趋近于零;具有不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜光子晶体光纤随CdSe/ZnS量子点薄膜厚度的增加,在相同泵浦光波长处,双折射值逐渐减小,x和y方向总色散逐渐减小且两个零色散点逐渐靠近,损耗逐渐增大.通过沉积不同厚度CdSe/ZnS量子点薄膜和选择合适泵浦光波长,可有效控制光子晶体光纤的色散和损耗. 展开更多
关键词 光子晶体光纤 CdSe/ZnS量子点 薄膜 双折射 色散 损耗 控制
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一种新型混合包层结构高双折射光子晶体光纤 被引量：3
14
作者 张学典 焦加洁 +1 位作者 颜泽帆 常敏 《电子科技》 2016年第2期105-108,共4页
针对光子晶体光纤中高双折射的应用需求,提出了一种基于全内反射导光机制的新型混合包层结构光子晶体光纤,采用全矢量有限元法分析了结构参数对该光纤双折射的影响,以及采用全矢量有限元软件对该光纤结构进行了仿真。仿真结果表明,通过... 针对光子晶体光纤中高双折射的应用需求,提出了一种基于全内反射导光机制的新型混合包层结构光子晶体光纤,采用全矢量有限元法分析了结构参数对该光纤双折射的影响,以及采用全矢量有限元软件对该光纤结构进行了仿真。仿真结果表明,通过调整包层椭圆孔的椭圆率和孔间距等参数,该结构的光子晶体光纤在1.55μm波长处可实现10^(-2)量级的高双折射。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 高双折射 全矢量有限元法
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基于椭圆孔微结构纤芯的高双折射光子晶体光纤 被引量：8
15
作者 何忠蛟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1215-1218,共4页
提出了一种在纤芯引入微小椭圆孔实现高双折射光子晶体光纤的方法.采用全矢量有限元方法和完美匹配层条件,依次研究了光子晶体光纤在纤芯中引入单个、双个、三个微小椭圆孔情况下的双折射特性.模拟结果表明,纤芯微小椭圆孔主导了光子晶... 提出了一种在纤芯引入微小椭圆孔实现高双折射光子晶体光纤的方法.采用全矢量有限元方法和完美匹配层条件,依次研究了光子晶体光纤在纤芯中引入单个、双个、三个微小椭圆孔情况下的双折射特性.模拟结果表明,纤芯微小椭圆孔主导了光子晶体光纤的双折射特性,其参量及个数对双折射有着重要的影响,增大椭圆面积、椭圆率可以进一步提高光子晶体光纤的双折射.最后设计和研究了一种采用三环阵列椭圆孔微结构纤芯的光子晶体光纤,其双折射可以达到2.7×10-3. 展开更多
关键词 光子晶体光纤 双折射 有限元方法 椭圆孔
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基于小圆孔结构纤芯的高双折射光子晶体光纤 被引量：4
16
作者 何忠蛟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期2217-2221,共5页
为了实现高双折射光子晶体光纤,提出了一种在纤芯中引入微小圆孔的方法.利用全矢量有限元方法和完美匹配层条件研究了基于圆孔微细结构纤芯的光子晶体光纤的双折射特性.讨论了纤芯圆孔数量、孔径、间隔距离对光纤双折射特性的影响;设计... 为了实现高双折射光子晶体光纤,提出了一种在纤芯中引入微小圆孔的方法.利用全矢量有限元方法和完美匹配层条件研究了基于圆孔微细结构纤芯的光子晶体光纤的双折射特性.讨论了纤芯圆孔数量、孔径、间隔距离对光纤双折射特性的影响;设计了一种双折射达到10-2量级的光子晶体光纤.模拟结果表明采用三个以上圆孔可以获得较大的双折射,增大外包层数目可以有效减小约束损耗. 展开更多
关键词 光子晶体光纤 双折射 约束损耗 有限元方法
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基于纤芯折射率增强的高双折射光子晶体光纤(英文) 被引量：3
17
作者 何忠蛟 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第2期301-304,共4页
通过增加光纤纤芯区域折射率实现了一种高双折射光子晶体光纤.采用全矢量有限元和平面波展开方法,系统地研究了这种高双折射光子晶体光纤在不同的高折射率区域参数(比如区域形状、折射率)情况下的光纤特性.模拟结果表明,光子晶体光纤的... 通过增加光纤纤芯区域折射率实现了一种高双折射光子晶体光纤.采用全矢量有限元和平面波展开方法,系统地研究了这种高双折射光子晶体光纤在不同的高折射率区域参数(比如区域形状、折射率)情况下的光纤特性.模拟结果表明,光子晶体光纤的双折射可以在优化的参数条件下获得很大提高,光子晶体光纤的非线性系数(连同双折射)也可以同时得到提高. 展开更多
关键词 光纤光学 光子晶体光纤 双折射
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高双折射光子晶体光纤中的超宽超连续谱 被引量：2
18
作者 张晓娟 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期50-57,共8页
采用分步傅里叶算法模拟分析了飞秒脉冲在所提出的一种新型高双折射光子晶体光纤中的非线性传输及超连续谱产生,讨论了入射脉冲中心波长、峰值功率、脉冲半宽度及偏振方向对超连续谱产生的影响。结果表明:在这种高双折射光子晶体光纤中... 采用分步傅里叶算法模拟分析了飞秒脉冲在所提出的一种新型高双折射光子晶体光纤中的非线性传输及超连续谱产生,讨论了入射脉冲中心波长、峰值功率、脉冲半宽度及偏振方向对超连续谱产生的影响。结果表明:在这种高双折射光子晶体光纤中,可以实现超短脉冲在550～2 200 nm的超宽波长范围的光谱展宽;入射脉冲中心波长选择在色散曲线拐点的附近时,产生的超连续谱最宽;入射脉冲峰值功率越大,脉冲半宽度越小,其超连续谱越宽;入射偏振方向偏离某一主轴越远,光脉冲沿该主轴方向所产生的超连续谱越窄。 展开更多
关键词 非线性光学 高双折射 光子晶体光纤(PCF) 超连续谱(SC)
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高非线性高双折射光子晶体光纤的特性研究 被引量：1
19
作者 曾维友 《大众科技》 2015年第9期15-17,23,共4页
设计了一种新型结构的光子晶体光纤,在其包层和纤芯位置分别引入6个大空气孔和6个小空气孔,采用有限元法研究了该光纤的双折射、有效模面积、非线性系数和色散特性。数值计算结果表明,当光纤包层孔间距为1.0μm时,在1.55μm波长处获得了... 设计了一种新型结构的光子晶体光纤,在其包层和纤芯位置分别引入6个大空气孔和6个小空气孔,采用有限元法研究了该光纤的双折射、有效模面积、非线性系数和色散特性。数值计算结果表明,当光纤包层孔间距为1.0μm时,在1.55μm波长处获得了2.60×10-2的高双折射,在x、y偏振方向分别获得了39.08 W-1·km-1和47.53 W-1·km-1的高非线性系数,且该光纤的零色散波长位于近红外波段。这种高非线性高双折射光子晶体光纤在非线性光学、偏振控制和超连续谱产生方面具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 高双折射 高非线性 有限元法
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一种新型高双折射光子晶体光纤特性分析
20
作者 冯朝印 王继仙 《光通信研究》 北大核心 2014年第1期41-44,共4页
文章设计了一种新型高双折射PCF(光子晶体光纤),并对其双折射、色散、非线性、约束损耗以及模场等特性进行了数值分析。数值模拟结果表明:优化光纤结构参数后的PCF在1.55μm波长处的双折射高达2.36×10-2,负色散值高达-7 740ps/(km&... 文章设计了一种新型高双折射PCF(光子晶体光纤),并对其双折射、色散、非线性、约束损耗以及模场等特性进行了数值分析。数值模拟结果表明:优化光纤结构参数后的PCF在1.55μm波长处的双折射高达2.36×10-2,负色散值高达-7 740ps/(km·nm),模场面积高达2.17μm2,非线性系数为56km-1·W-1,基模约束损耗为0.10dB/km,其色散斜率在-21.9~23.5ps/(km·nm2)范围内波动。这种光纤将会在光纤激光器、光纤放大器、光滤波器和传感系统中具有广泛的应用。 展开更多
关键词 光子晶体光纤 双折射 色散 非线性
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