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中红外高保偏硫系玻璃双芯光子晶体光纤耦合特性研究

刘硕 李曙光 付博 周洪松 冯荣普

中红外高保偏硫系玻璃双芯光子晶体光纤耦合特性研究

刘硕, 李曙光, 付博, 周洪松, 冯荣普
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  • 设计了一种中红外硫系玻璃双芯光子晶体光纤,利用多极法和模式耦合基本理论研究了这种光纤的耦合特性.数值模拟发现,空气孔间距Λ = 5.4 μm,空气孔半径为r = 1.35 μm,空气填充率d/Λ = 0.5的光纤,在归一化波长λ/Λ = 2.04 μm处双折射可以达到0.551×10-2,在归一化波长λ/Λ = 0.93 μm处x偏振方向的耦合长度为145.32 μm,y偏振方向的耦合长
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:10874145),高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20091333110010),河北自然科学基金(批准号:F2009000481),中国博士后科学基金 (批准号:20080440014,200902046)资助的课题.
    [1]

    Zhou H S, Li S G, Fu B, Yan Y Y, Zhang L 2010 Chin. Phys. Lett. 27 014208

    [2]

    Zhang L, Li S G, Yao Y Y, Fu B, Zhang M Y, Zheng Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 1101 (in Chinese)[张 磊、李曙光、姚艳艳、付 博、张美艳、郑 义 2010 物理学报 59 1101]

    [3]

    Yan F P, Li Y F, Wang L, Gong T R, Liu P, Liu Y, Tao P L, Qu M X, Jian S S 2008 Acta Phys. Sin. 57 5735 (in Chinese) [延凤平、李一凡、王 琳、龚桃荣、刘 鹏、刘 洋、陶沛琳、 曲美霞、简水生 2008 物理学报 57 5735] [4] Zhang Y N, Miao R C, Ren L Y, Wang H Y, Wang L L, Zhao W 2007 Chin. Phys. 16 1719

    [4]

    Li S G, Xing G L, Zhou G Y, Hou L T 2006 Acta Phys. Sin. 55 0238 (in Chinese) [李曙光、邢光龙、周桂耀、侯蓝田 2006 物理学报 55 0238]

    [5]

    Kim S, Kee C S, Lee C G 2009 Opt. Express 17 7952

    [6]

    Yang Q Q, Hou L T 2009 Acta Phys. Sin. 58 8345 (in Chinese) [杨倩倩、侯蓝田 2009 物理学报58 8345]

    [7]

    Zhang C, Hu M L, Song Y J, Zhang X, Chai L, Wang Q Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 7727 (in Chinese) [张 弛、胡明列、宋有建、张 鑫、柴 路、王清月 2009 物理学报 58 7727]

    [8]

    Liu B W, Hu M L, Song Y J, Chai L, Wang Q Y 2008 Acta Phys Sin. 57 6921 (in Chinese)[刘博文、胡明列、宋有建、柴 路、王清月 2008 物理学报 57 6921]

    [9]

    Healy N, Sparks J R, Petrovich M N, Sazio P J A, Badding J V, Peacock A C 2009 Opt. Express 17 18076

    [10]

    Jiang L H, Hou L T 2010 Acta Phys. Sin. 59 1095 (in Chinese) [姜凌红、侯蓝田 2010 物理学报 59 1095]

    [11]

    Cui Y L, Hou L T 2010 Acta Phys. Sin. 59 2571 (in Chinese) [崔艳玲、侯蓝田 2010 物理学报 59 2571]

    [12]

    Liu J, Yang C X, Claire G, Jin G F 2006 Acta Opt. Sin. 26 1569 (in Chinese) [刘 洁、杨昌喜、Claire G、金国藩 2006 光学学报 26 1569]

    [13]

    Zhang D S, Dong X Y, Zhang W G, Wang Z 2005 Acta Phys. Sin. 54 1235 (in Chinese) [张德生、董孝义、张伟刚、王 志 2005 物理学报 54 1235]

    [14]

    Liao M S, Chaudhari C, Qin G S, Yan X, Kito C, Suzuki T, Ohishi Y, Matsumoto M, Misumi T 2009 Opt. Express 17 21608

    [15]

    Dong L, Thomas B K, Fu L 2008 Opt. Express 16 16423

    [16]

    Zhu R D, Luo A P, Wang X D, Xu W C 2008 Acta Photon. Sin. 37 1810 (in Chinese) [朱日丹、罗爱平、汪徐德、徐文成 2008 光子学报 37 1810]

    [17]

    Varshney S K, Florous N J, Saitoh K, Koshiba M 2006 Opt. Express 14 1982

    [18]

    Saitoh K, Sato Y, Koshiba M 2003 Opt. Express 11 3188

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    Ren G B, Wang Z, Lou S Q, Jian S S 2004 Acta Phys. Sin. 53 2600 (in Chinese) [任国斌、王 智、娄淑琴、简水生 2004 物理学报 53 2600]

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    Peterka P, Kasik I, Kanka J, Honzatko P, Matejec V, Hayer M 2000 IEEE Photon. Technol. Lett. 12 1656

    [22]

    Isidro J R, Mairaj A K, Pruneri V, Hewak D W, Netti M C, Baumberg J J 2003 J Non-Cryst. Solids. 317 241

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    Hall D W, Newhouse M A, Borrelli N F, Dumbaugh W H, Weidman D L 1989 Appl. Phy. Lett. 54 1293

    [24]

    Suzuki K, Hamachi Y, Baba T 2009 Opt. Express 17 22393

    [25]

    Brilland L, Smektala F, Renversez G, Chartier T, Troles J, Nguyen T N, Traynor N, Monteville A 2006 Opt. Express 14 1280

    [26]

    Oskooi A F, Joannopoulos J D, Johnson S G 2009 Opt. Express 17 10082

    [27]

    She S X 2002 Quided wave optics basis (Beijing: Beijing Jiaotong University Press)400—407 (in Chinese) [佘守宪 2002 导波光学物理基础(北京:北方交通大学出版社)第400—407页]

    [28]

    Fu B, Li S G, Yao Y Y, Zhang L, Zhang M Y, Liu S Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 7708 (in Chinese) [付 博、李曙光、姚艳艳、张 磊、张美艳、刘司英 2009 物理学报 58 7708]

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    Cherif R, Zghal M, Chatta R, Nneila CB 2006 SPIE 6182 61888k.1

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    Wen K, Wang J Y, Wang R 2007 Chin. J. Quantum Electronics 25 505 (in Chinese) [文 科、汪井源、王 荣 2007 量子电子学报 25 505]

    [31]

    White T P, Kuhlmey B T, McRhedran R C, Maystre D, Renversez G, Martijn de Sterke C, Botten L C 2002 J. Opt. Soc. Am. B 19 2322

    [32]

    Kuhlmey B T, White T P, Renversez G, Maystre D, Botten L C, Martijn de Sterke C, McPhedran R C 2002 J. Opt. Soc. Am. B 19 2331

    [33]

    Zhang X J, Zhao J L, Hou J P 2005 Acta Phys. Sin. 56 4668 (in Chinese) [张晓娟、赵建林、侯建平 2007 物理学报 56 4668]

    [34]

    Lou S Q, Wang Z, Ren G B, Jiang S S 2004 Chin. Phys. 13 1493

    [35]

    Fang H, Lou S Q, Guo T Y, Jian S S 2007 Acta Opt. Sin. 27 202 (in Chinese) [方 宏、娄淑琴、郭铁英、简水生 2007 光学学报 27 202 ]

  • [1]

    Zhou H S, Li S G, Fu B, Yan Y Y, Zhang L 2010 Chin. Phys. Lett. 27 014208

    [2]

    Zhang L, Li S G, Yao Y Y, Fu B, Zhang M Y, Zheng Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 1101 (in Chinese)[张 磊、李曙光、姚艳艳、付 博、张美艳、郑 义 2010 物理学报 59 1101]

    [3]

    Yan F P, Li Y F, Wang L, Gong T R, Liu P, Liu Y, Tao P L, Qu M X, Jian S S 2008 Acta Phys. Sin. 57 5735 (in Chinese) [延凤平、李一凡、王 琳、龚桃荣、刘 鹏、刘 洋、陶沛琳、 曲美霞、简水生 2008 物理学报 57 5735] [4] Zhang Y N, Miao R C, Ren L Y, Wang H Y, Wang L L, Zhao W 2007 Chin. Phys. 16 1719

    [4]

    Li S G, Xing G L, Zhou G Y, Hou L T 2006 Acta Phys. Sin. 55 0238 (in Chinese) [李曙光、邢光龙、周桂耀、侯蓝田 2006 物理学报 55 0238]

    [5]

    Kim S, Kee C S, Lee C G 2009 Opt. Express 17 7952

    [6]

    Yang Q Q, Hou L T 2009 Acta Phys. Sin. 58 8345 (in Chinese) [杨倩倩、侯蓝田 2009 物理学报58 8345]

    [7]

    Zhang C, Hu M L, Song Y J, Zhang X, Chai L, Wang Q Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 7727 (in Chinese) [张 弛、胡明列、宋有建、张 鑫、柴 路、王清月 2009 物理学报 58 7727]

    [8]

    Liu B W, Hu M L, Song Y J, Chai L, Wang Q Y 2008 Acta Phys Sin. 57 6921 (in Chinese)[刘博文、胡明列、宋有建、柴 路、王清月 2008 物理学报 57 6921]

    [9]

    Healy N, Sparks J R, Petrovich M N, Sazio P J A, Badding J V, Peacock A C 2009 Opt. Express 17 18076

    [10]

    Jiang L H, Hou L T 2010 Acta Phys. Sin. 59 1095 (in Chinese) [姜凌红、侯蓝田 2010 物理学报 59 1095]

    [11]

    Cui Y L, Hou L T 2010 Acta Phys. Sin. 59 2571 (in Chinese) [崔艳玲、侯蓝田 2010 物理学报 59 2571]

    [12]

    Liu J, Yang C X, Claire G, Jin G F 2006 Acta Opt. Sin. 26 1569 (in Chinese) [刘 洁、杨昌喜、Claire G、金国藩 2006 光学学报 26 1569]

    [13]

    Zhang D S, Dong X Y, Zhang W G, Wang Z 2005 Acta Phys. Sin. 54 1235 (in Chinese) [张德生、董孝义、张伟刚、王 志 2005 物理学报 54 1235]

    [14]

    Liao M S, Chaudhari C, Qin G S, Yan X, Kito C, Suzuki T, Ohishi Y, Matsumoto M, Misumi T 2009 Opt. Express 17 21608

    [15]

    Dong L, Thomas B K, Fu L 2008 Opt. Express 16 16423

    [16]

    Zhu R D, Luo A P, Wang X D, Xu W C 2008 Acta Photon. Sin. 37 1810 (in Chinese) [朱日丹、罗爱平、汪徐德、徐文成 2008 光子学报 37 1810]

    [17]

    Varshney S K, Florous N J, Saitoh K, Koshiba M 2006 Opt. Express 14 1982

    [18]

    Saitoh K, Sato Y, Koshiba M 2003 Opt. Express 11 3188

    [19]

    Ren G B, Wang Z, Lou S Q, Jian S S 2004 Acta Phys. Sin. 53 2600 (in Chinese) [任国斌、王 智、娄淑琴、简水生 2004 物理学报 53 2600]

    [20]

    Zhang L, Yang C X 2003 Opt. Express 11 1015

    [21]

    Peterka P, Kasik I, Kanka J, Honzatko P, Matejec V, Hayer M 2000 IEEE Photon. Technol. Lett. 12 1656

    [22]

    Isidro J R, Mairaj A K, Pruneri V, Hewak D W, Netti M C, Baumberg J J 2003 J Non-Cryst. Solids. 317 241

    [23]

    Hall D W, Newhouse M A, Borrelli N F, Dumbaugh W H, Weidman D L 1989 Appl. Phy. Lett. 54 1293

    [24]

    Suzuki K, Hamachi Y, Baba T 2009 Opt. Express 17 22393

    [25]

    Brilland L, Smektala F, Renversez G, Chartier T, Troles J, Nguyen T N, Traynor N, Monteville A 2006 Opt. Express 14 1280

    [26]

    Oskooi A F, Joannopoulos J D, Johnson S G 2009 Opt. Express 17 10082

    [27]

    She S X 2002 Quided wave optics basis (Beijing: Beijing Jiaotong University Press)400—407 (in Chinese) [佘守宪 2002 导波光学物理基础(北京:北方交通大学出版社)第400—407页]

    [28]

    Fu B, Li S G, Yao Y Y, Zhang L, Zhang M Y, Liu S Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 7708 (in Chinese) [付 博、李曙光、姚艳艳、张 磊、张美艳、刘司英 2009 物理学报 58 7708]

    [29]

    Cherif R, Zghal M, Chatta R, Nneila CB 2006 SPIE 6182 61888k.1

    [30]

    Wen K, Wang J Y, Wang R 2007 Chin. J. Quantum Electronics 25 505 (in Chinese) [文 科、汪井源、王 荣 2007 量子电子学报 25 505]

    [31]

    White T P, Kuhlmey B T, McRhedran R C, Maystre D, Renversez G, Martijn de Sterke C, Botten L C 2002 J. Opt. Soc. Am. B 19 2322

    [32]

    Kuhlmey B T, White T P, Renversez G, Maystre D, Botten L C, Martijn de Sterke C, McPhedran R C 2002 J. Opt. Soc. Am. B 19 2331

    [33]

    Zhang X J, Zhao J L, Hou J P 2005 Acta Phys. Sin. 56 4668 (in Chinese) [张晓娟、赵建林、侯建平 2007 物理学报 56 4668]

    [34]

    Lou S Q, Wang Z, Ren G B, Jiang S S 2004 Chin. Phys. 13 1493

    [35]

    Fang H, Lou S Q, Guo T Y, Jian S S 2007 Acta Opt. Sin. 27 202 (in Chinese) [方 宏、娄淑琴、郭铁英、简水生 2007 光学学报 27 202 ]

  • [1] 付博, 李曙光, 姚艳艳, 张磊, 张美艳, 刘司英. 双芯高双折射光子晶体光纤耦合特性研究. 物理学报, 2009, 58(11): 7708-7715. doi: 10.7498/aps.58.7708
    [2] 王立文, 娄淑琴, 陈卫国, 鹿文亮, 王鑫. 一种覆盖全通信波段的新型宽带偏振无关双芯光纤定向耦合器的研究. 物理学报, 2012, 61(15): 154207. doi: 10.7498/aps.61.154207
    [3] 易昌申, 戴世勋, 张培晴, 王训四, 沈祥, 徐铁峰, 聂秋华. 新型单模大模场红外硫系玻璃光子晶体光纤设计研究. 物理学报, 2013, 62(8): 084206. doi: 10.7498/aps.62.084206
    [4] 杨安平, 王雨伟, 张少伟, 李兴隆, 杨志杰, 李耀程, 杨志勇. Ge-Sb-Se硫系玻璃的折射率和热光系数. 物理学报, 2019, 68(1): 017801. doi: 10.7498/aps.68.20181869
    [5] 周亚训, 於杏燕, 徐星辰, 戴世勋. 掺铒硫系玻璃的制备及其微结构光纤的中红外信号放大特性研究. 物理学报, 2012, 61(15): 157701. doi: 10.7498/aps.61.157701
    [6] 赵浙明, 吴波, 刘雅洁, 江岭, 密楠, 王训四, 刘自军, 刘硕, 潘章豪, 聂秋华, 戴世勋. 低损耗Ge-As-Se-Te硫系玻璃远红外光纤的性能分析. 物理学报, 2016, 65(12): 124205. doi: 10.7498/aps.65.124205
    [7] 吴波, 赵浙明, 王训四, 江岭, 密楠, 潘章豪, 张培晴, 刘自军, 聂秋华, 戴世勋. Te基远红外硫系玻璃光纤的制备及性能分析. 物理学报, 2017, 66(13): 134208. doi: 10.7498/aps.66.134208
    [8] 白晋军, 王昌辉, 侯宇, 范飞, 常胜江. 太赫兹双芯光子带隙光纤定向耦合器. 物理学报, 2012, 61(10): 108701. doi: 10.7498/aps.61.108701
    [9] 姜子伟, 白晋军, 侯宇, 王湘晖, 常胜江. 太赫兹双空芯光纤定向耦合器. 物理学报, 2013, 62(2): 028702. doi: 10.7498/aps.62.028702
    [10] 李齐良, 谢玉永, 朱殷芳, 赵知劲, 王天枢, 钱 胜, 林理彬. 具有高阶耦合色散系数三芯光纤耦合器非线性光开关特性的研究. 物理学报, 2008, 57(9): 5651-5661. doi: 10.7498/aps.57.5651
    [11] 俞重远, 张晓光, 刘秀敏. 三芯非线性光纤耦合器中的短脉冲光开关. 物理学报, 2001, 50(5): 904-909. doi: 10.7498/aps.50.904
    [12] 王伟, 杨博. 菱形纤芯光子晶体光纤色散与双折射特性分析. 物理学报, 2012, 61(6): 064601. doi: 10.7498/aps.61.064601
    [13] 延凤平, 李一凡, 王 琳, 龚桃荣, 刘 鹏, 刘 洋, 陶沛琳, 曲美霞, 简水生. 近椭圆内包层高双折射偏振稳定光子晶体光纤设计及特性分析. 物理学报, 2008, 57(9): 5735-5741. doi: 10.7498/aps.57.5735
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    [15] 汪静丽, 姚建铨, 陈鹤鸣, 邴丕彬, 李忠洋, 钟凯. 高双折射的混合格子太赫兹光子晶体光纤的设计与研究. 物理学报, 2011, 60(10): 104219. doi: 10.7498/aps.60.104219
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    [17] 杨佩龙, 戴世勋, 易昌申, 张培晴, 王训四, 吴越豪, 许银生, 林常规. 中红外色散平坦硫系光子晶体光纤设计及性能研究. 物理学报, 2014, 63(1): 014210. doi: 10.7498/aps.63.014210
    [18] 白晋军, 王昌辉, 霍丙忠, 王湘晖, 常胜江. 低损宽频高双折射太赫兹光子带隙光纤. 物理学报, 2011, 60(9): 098702. doi: 10.7498/aps.60.098702
    [19] 付晓霞, 陈明阳. 用于太赫兹波传输的低损耗、高双折射光纤研究. 物理学报, 2011, 60(7): 074222. doi: 10.7498/aps.60.074222
    [20] 邢光龙, 周桂耀, 李曙光, 侯蓝田. 空气孔正方形排列的低损耗高双折射光子晶体光纤的数值模拟. 物理学报, 2006, 55(1): 238-243. doi: 10.7498/aps.55.238
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出版历程
  • 收稿日期:  2010-04-06
  • 修回日期:  2010-05-14
  • 刊出日期:  2011-03-15

中红外高保偏硫系玻璃双芯光子晶体光纤耦合特性研究

  • 1. 燕山大学理学院,亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛 066004
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:10874145),高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20091333110010),河北自然科学基金(批准号:F2009000481),中国博士后科学基金 (批准号:20080440014,200902046)资助的课题.

摘要: 设计了一种中红外硫系玻璃双芯光子晶体光纤,利用多极法和模式耦合基本理论研究了这种光纤的耦合特性.数值模拟发现,空气孔间距Λ = 5.4 μm,空气孔半径为r = 1.35 μm,空气填充率d/Λ = 0.5的光纤,在归一化波长λ/Λ = 2.04 μm处双折射可以达到0.551×10-2,在归一化波长λ/Λ = 0.93 μm处x偏振方向的耦合长度为145.32 μm,y偏振方向的耦合长

English Abstract

参考文献 (35)

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