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六角点阵蜂窝状包层光子晶体光纤中的高双折射负色散效应

许强 苗润才 张亚妮

六角点阵蜂窝状包层光子晶体光纤中的高双折射负色散效应

许强, 苗润才, 张亚妮
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  • 设计了一种六角点阵蜂窝状包层光子晶体光纤, 该光纤中心缺失一根空气柱形成纤芯, 包层由椭圆空气孔和小圆空气孔组成. 基于全矢量有限元法并结合各向异性完美匹配层边界条件, 对其双折射、色散、非线性系数、 约束损耗和模场等特性进行了数值模拟; 计算了具有相同参数的椭圆状包层光子晶体光纤的双折射、色散及非线性系数. 结果发现, 若调整光纤结构参数为孔间隔Λ =1.15 μm, 空气孔椭圆率η =0.5, 相对孔间隔比f=0.48, 小圆孔直径d1=0.4 μm时, 在波长1.55 μm处, 该光纤的双折射B高达1.02×10-2, 比传统光纤高约两个数量级, 同时, 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, 其色散斜率在整个C波段附近在 -0.132— -0.121 ps·km-1·nm-2范围内波动, 非线性系数为45.7 km-1·W-1, 约束损耗接近102 dB·km-1. 蜂窝状包层比椭圆状包层光子晶体光纤的双折射及大负色散特性明显提高, 非线性系数低, 更有利于进行色散补偿.
    • 基金项目: 陕西省科技攻关计划(批准号: 2011K02-08, 2010K01-078)、 陕西省教育厅自然科学基金(批准号: 2010JK403)、 宝鸡市科技计划(批准号: 2010bj02)和宝鸡文理学院重点科研计划(批准号: ZK11142)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-03-20
  • 修回日期:  2012-04-27
  • 刊出日期:  2012-12-05

六角点阵蜂窝状包层光子晶体光纤中的高双折射负色散效应

  • 1. 陕西师范大学物理与信息技术学院, 西安 710062;
  • 2. 宝鸡文理学院物理与信息技术系, 宝鸡 721016
    基金项目: 

    陕西省科技攻关计划(批准号: 2011K02-08, 2010K01-078)、 陕西省教育厅自然科学基金(批准号: 2010JK403)、 宝鸡市科技计划(批准号: 2010bj02)和宝鸡文理学院重点科研计划(批准号: ZK11142)资助的课题.

摘要: 设计了一种六角点阵蜂窝状包层光子晶体光纤, 该光纤中心缺失一根空气柱形成纤芯, 包层由椭圆空气孔和小圆空气孔组成. 基于全矢量有限元法并结合各向异性完美匹配层边界条件, 对其双折射、色散、非线性系数、 约束损耗和模场等特性进行了数值模拟; 计算了具有相同参数的椭圆状包层光子晶体光纤的双折射、色散及非线性系数. 结果发现, 若调整光纤结构参数为孔间隔Λ =1.15 μm, 空气孔椭圆率η =0.5, 相对孔间隔比f=0.48, 小圆孔直径d1=0.4 μm时, 在波长1.55 μm处, 该光纤的双折射B高达1.02×10-2, 比传统光纤高约两个数量级, 同时, 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, 其色散斜率在整个C波段附近在 -0.132— -0.121 ps·km-1·nm-2范围内波动, 非线性系数为45.7 km-1·W-1, 约束损耗接近102 dB·km-1. 蜂窝状包层比椭圆状包层光子晶体光纤的双折射及大负色散特性明显提高, 非线性系数低, 更有利于进行色散补偿.

English Abstract

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