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隔行分层填充的太赫兹超高双折射多孔光纤

李珊珊 张昊 白晋军 刘伟伟 常胜江

隔行分层填充的太赫兹超高双折射多孔光纤

李珊珊, 张昊, 白晋军, 刘伟伟, 常胜江
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  • 本文提出了一种对普通三角晶格多孔光纤隔行分层填充匹配材料, 实现超高模式双折射的方法. 首先, 采用全矢量有限元法对多孔度为43.08%的三角晶格多孔光纤的传输特性进行了详细研究. 随后, 为增强结构非对称性对纤芯空气孔隔行填充折射率为1.4的液体, 发现光纤的模式双折射显著提高, 在峰值处(1.1 THz)由填充前的1.05×10-3增大到1.36×10-2; x, y两偏振模式基模的吸收损耗系数分别由0.16 dB/cm增大到0.25 dB/cm和0.28 dB/cm; 光纤的工作带宽由1.1 THz增大到1.9 THz. 研究发现通过增大填充材料的折射率能够显著提高光纤的模式双折射; 当n=2, f=2.2 THz时, 光纤能够达到8.03×10-2的超高模式双折射. 进一步, 采用隔行分层填充的方式, 在不同层填充不同折射率的液体, 实现折射率的梯度分布, 从而增强光纤对导模的限制能力. 结果显示, 采用该填充方法, 光纤的模式双折射在工作频段内没有峰值, 呈现单调递增的趋势. 当f=2.2 THz时, 模式双折射达到7.19×10-2. 该设计不仅实现了超高的模式双折射, 同时还具备可调谐的特性, 对实际应用具有重要意义.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973项目)(批准号: 2014CB339800), 国家高技术研究发展计划(863)(批准号: 2013AA014201)、国家自然科学基金(批准号: 61171027; 11274182; 11004110)、教育部博士点基金(批准号: 20090031110033)、天津市科技计划项目(批准号: 13RCGFGX01127)和天津市高等学校科技发展基金计划项目(批准号: 20120706)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-01-20
  • 修回日期:  2015-02-26
  • 刊出日期:  2015-08-05

隔行分层填充的太赫兹超高双折射多孔光纤

  • 1. 南开大学, 信息化建设与管理办公室, 天津 300071;
  • 2. 南开大学, 现代光学研究所, 天津 300071;
  • 3. 天津工业大学, 电子与信息工程学院, 天津 300387
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(973项目)(批准号: 2014CB339800), 国家高技术研究发展计划(863)(批准号: 2013AA014201)、国家自然科学基金(批准号: 61171027

    11274182

    11004110)、教育部博士点基金(批准号: 20090031110033)、天津市科技计划项目(批准号: 13RCGFGX01127)和天津市高等学校科技发展基金计划项目(批准号: 20120706)资助的课题.

摘要: 本文提出了一种对普通三角晶格多孔光纤隔行分层填充匹配材料, 实现超高模式双折射的方法. 首先, 采用全矢量有限元法对多孔度为43.08%的三角晶格多孔光纤的传输特性进行了详细研究. 随后, 为增强结构非对称性对纤芯空气孔隔行填充折射率为1.4的液体, 发现光纤的模式双折射显著提高, 在峰值处(1.1 THz)由填充前的1.05×10-3增大到1.36×10-2; x, y两偏振模式基模的吸收损耗系数分别由0.16 dB/cm增大到0.25 dB/cm和0.28 dB/cm; 光纤的工作带宽由1.1 THz增大到1.9 THz. 研究发现通过增大填充材料的折射率能够显著提高光纤的模式双折射; 当n=2, f=2.2 THz时, 光纤能够达到8.03×10-2的超高模式双折射. 进一步, 采用隔行分层填充的方式, 在不同层填充不同折射率的液体, 实现折射率的梯度分布, 从而增强光纤对导模的限制能力. 结果显示, 采用该填充方法, 光纤的模式双折射在工作频段内没有峰值, 呈现单调递增的趋势. 当f=2.2 THz时, 模式双折射达到7.19×10-2. 该设计不仅实现了超高的模式双折射, 同时还具备可调谐的特性, 对实际应用具有重要意义.

English Abstract

参考文献 (20)

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