双芯高双折射光子晶体光纤耦合特性研究

付博; 李曙光; 姚艳艳; 张磊; 张美艳; 刘司英

doi:10.7498/aps.58.7708

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双芯高双折射光子晶体光纤耦合特性研究

付博 , 李曙光 , 姚艳艳 , 张磊 , 张美艳 , 刘司英

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唯象论的经典领域

双芯高双折射光子晶体光纤耦合特性研究

付博, 李曙光, 姚艳艳, 张磊, 张美艳, 刘司英

物理学报, 2009, 58(11): 7708-7715.

doi: 10.7498/aps.58.7708

Coupling characteristics of dual-core high birefringence photonic crystal fibers

Fu Bo, Li Shu-Guang, Yao Yan-Yan, Zhang Lei, Zhang Mei-Yan, Liu Si-Ying

Acta Phys. Sin., 2009, 58(11): 7708-7715.

doi: 10.7498/aps.58.7708

摘要
设计了一种双芯高双折射光子晶体光纤，采用多极法（multipole method）和光纤的模式耦合理论研究了光纤的双折射、耦合长度以及色散特性.数值研究发现，对于空气孔节距 Λ=1.2　μm，空气孔直径d=1.0　μm的光纤，在1.55　μm处双折射度为1.24×10-2；对应x偏振模的耦合长度为21.6　μm，对应y偏振模的耦合长度为24.3　μm. 这种具有高保偏度和极短耦合长度的双芯光子晶体光纤对于微型光子器件的研制具有重

关键词:
光子晶体光纤 /

双芯 /

双折射 /

耦合长度
Abstract
A kind of dual-core high birefringence photonic crystal fibers （DHB-PCFs） has been proposed in this paper. The birefringence， coupling length and dispersion characteristics of DHB-PCFs have been studied by multipole method using mode coupling theory. It is found that the birefringence of DHB-PCF with pitch 1.2 μm and air-hole diameter 1.0 μm is 1.24×10-2 in optical communication band of 1.55 μm wavelength. Correspondingly， dual-core coupling lengths are 21.6 μm and 24.3 μm for x-polarized mode and y-polarized mode， respectively. The DHB-PCF with high degree of polarization and very short coupling length is useful for manufacturing minitype photonic apparatus.

Keywords:
photonic crystal fiber /

dual-core /

birefringence /

coupling length
作者及机构信息
付博,

李曙光,

姚艳艳,

张磊,

张美艳,

刘司英

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)，河北省自然科学基金(批准号： F2009000841)和中国博士后科学基金(批准号: 20080440014)资助的课题.
Authors and contacts
Fu Bo,

Li Shu-Guang,

Yao Yan-Yan,

Zhang Lei,

Zhang Mei-Yan,

Liu Si-Ying

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
参考文献

施引文献

[1]	张尧, 孙帅, 闫忠宝, 张果, 史伟, 盛泉, 房强, 张钧翔, 史朝督, 张贵忠, 姚建铨. 太赫兹双芯反谐振光纤的设计及其耦合特性. 物理学报, 2020, 69(20): 208703. doi: 10.7498/aps.69.20200662
[2]	熊梦杰, 李进延, 罗兴, 沈翔, 彭景刚, 李海清. 新型高双折射微结构纤芯光子晶体光纤的可调谐超连续谱的特性研究. 物理学报, 2017, 66(9): 094204. doi: 10.7498/aps.66.094204
[3]	娄淑琴, 王鑫, 鹿文亮. 一种新型侧漏型光子晶体光纤的研制及其传输特性研究. 物理学报, 2013, 62(8): 084216. doi: 10.7498/aps.62.084216
[4]	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
[5]	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
[6]	王伟, 杨博, 宋鸿儒, 范岳. 八边形高双折射双零色散点光子晶体光纤特性分析. 物理学报, 2012, 61(14): 144601. doi: 10.7498/aps.61.144601
[7]	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
[8]	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
[9]	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
[10]	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
[11]	王晓琰, 李曙光, 刘硕, 张磊, 尹国冰, 冯荣普. 中红外高双折射高非线性宽带正常色散As2 S3光子晶体光纤. 物理学报, 2011, 60(6): 064213. doi: 10.7498/aps.60.064213
[12]	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. 物理学报, 2011, 60(3): 034217. doi: 10.7498/aps.60.034217
[13]	李鹏, 赵建林, 张晓娟, 侯建平. 三角结构三芯光子晶体光纤中的模式耦合特性分析. 物理学报, 2010, 59(12): 8625-8631. doi: 10.7498/aps.59.8625
[14]	杨倩倩, 侯蓝田. 八边形结构的双折射光子晶体光纤. 物理学报, 2009, 58(12): 8345-8351. doi: 10.7498/aps.58.8345
[15]	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
[16]	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
[17]	刘小毅, 张方迪, 张民, 叶培大. 基于谐振吸收效应的单模单偏振光子晶体光纤研究. 物理学报, 2007, 56(1): 301-307. doi: 10.7498/aps.56.301
[18]	李曙光, 邢光龙, 周桂耀, 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
[19]	贾维国, 杨性愉. 强双折射光纤中任意偏振方向矢量调制不稳定性. 物理学报, 2005, 54(3): 1053-1058. doi: 10.7498/aps.54.1053
[20]	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

计量

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物理学报. 2009, 58(11): 7708-7715.

doi: 10.7498/aps.58.7708.

双芯高双折射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)，河北省自然科学基金(批准号： F2009000841)和中国博士后科学基金(批准号: 20080440014)资助的课题.

收稿日期: 2009-01-22
修回日期: 2009-03-17
刊出日期: 2009-11-20

摘要: 设计了一种双芯高双折射光子晶体光纤，采用多极法（multipole method）和光纤的模式耦合理论研究了光纤的双折射、耦合长度以及色散特性.数值研究发现，对于空气孔节距 Λ=1.2　μm，空气孔直径d=1.0　μm的光纤，在1.55　μm处双折射度为1.24×10-2；对应x偏振模的耦合长度为21.6　μm，对应y偏振模的耦合长度为24.3　μm. 这种具有高保偏度和极短耦合长度的双芯光子晶体光纤对于微型光子器件的研制具有重

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