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低损耗低非线性高负色散光子晶体光纤的优化设计

张亚妮

低损耗低非线性高负色散光子晶体光纤的优化设计

张亚妮
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  • 设计了一种同轴双芯六角点阵光子晶体光纤, 该光纤中心缺失一根空气柱形成内纤芯, 通过减小第4环空气孔的直径形成外纤芯. 采用全矢量有限元法并结合各向异性完美匹配层边界条件, 对其色散、非线性、约束损耗和模场等特性进行了数值模拟. 结果发现, 该光纤呈现高负色散可调效应和较强的模场约束能力, 约束损耗接近10-2 dB m-1. 调整光纤结构参数(即空气孔间隔, 小孔直径d1和相对孔间隔比f), 可以控制其高负色散工作波长. 若调整光纤结构参数=1.2 , f=0.917, d1=0.515 m时, 该光纤在低损耗通信窗口C波段呈现负色散和负色散斜率, 其色散斜率在-1-6 ps km-1nm-2范围内波动, 在波长1.55 m处负色散值为-3400 ps km-1nm-1, 模场面积高达43 m2, 非线性系数仅有3.6 km-1W-1. 该光纤在C波段呈现的低损耗低非线性高负色散特性, 具有很好的色散补偿能力, 将在长距离大容量 高功率高速光通信系统中获得很好的应用.
    • 基金项目: 国家留学基金委员会西部人才计划(批准号: 20095004)、陕西省科技攻关计划(批准号: 2010K01-078)、陕西省教育厅自然科学基金(批准号: 2010JK403)和宝鸡市科技计划(批准号: 2010BJ02)资助的课题.
    [1]

    Gruner-Nielsen L, Knudsen S N, Edvold B, Veng T, Magnussen D, Larsen C C, Damsgaard H 2000 Opt. Fiber Technol. 6 164

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    Grüner-Nielsen L, Wandel M, Kristensen P, Jorgensen C, Jorgensen L V, Edvold B, Pálsdóttir B, Jakobsen D 2005 IEEE J. Lightwave Technol. 23 3566

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    Issa N A, van Eijkelenborg M A, Fellew M, Cox F, Henry G, Large M C J 2004 Opt. Lett. 29 1336

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出版历程
  • 收稿日期:  2011-10-31
  • 修回日期:  2012-04-28
  • 刊出日期:  2012-04-20

低损耗低非线性高负色散光子晶体光纤的优化设计

  • 1. 宝鸡文理学院物理与信息技术系, 宝鸡 721007
    基金项目: 

    国家留学基金委员会西部人才计划(批准号: 20095004)、陕西省科技攻关计划(批准号: 2010K01-078)、陕西省教育厅自然科学基金(批准号: 2010JK403)和宝鸡市科技计划(批准号: 2010BJ02)资助的课题.

摘要: 设计了一种同轴双芯六角点阵光子晶体光纤, 该光纤中心缺失一根空气柱形成内纤芯, 通过减小第4环空气孔的直径形成外纤芯. 采用全矢量有限元法并结合各向异性完美匹配层边界条件, 对其色散、非线性、约束损耗和模场等特性进行了数值模拟. 结果发现, 该光纤呈现高负色散可调效应和较强的模场约束能力, 约束损耗接近10-2 dB m-1. 调整光纤结构参数(即空气孔间隔, 小孔直径d1和相对孔间隔比f), 可以控制其高负色散工作波长. 若调整光纤结构参数=1.2 , f=0.917, d1=0.515 m时, 该光纤在低损耗通信窗口C波段呈现负色散和负色散斜率, 其色散斜率在-1-6 ps km-1nm-2范围内波动, 在波长1.55 m处负色散值为-3400 ps km-1nm-1, 模场面积高达43 m2, 非线性系数仅有3.6 km-1W-1. 该光纤在C波段呈现的低损耗低非线性高负色散特性, 具有很好的色散补偿能力, 将在长距离大容量 高功率高速光通信系统中获得很好的应用.

English Abstract

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