帶隙型光子晶體光纖研究與應用_第1頁
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文檔簡介

1、帶隙型光子晶體光纖研究與應用1目 錄 PBG-PCF的典型結構 PBG-PCF的導光機制 PBG-PCF的特性2PBG-PCF的典型結構 通過改變空氣孔大小、間距、排列形狀以及向空氣孔中填充不同介質等方法來設計具有不同特性的PBG-PCF 。 蜂窩(Honeycomb) 狀PBG光纖 空心(Hollow-core)PBG光纖 高折射率棒(High-Index Rods)PBG光纖 全導向(Omniguide) PBG光纖 3 蜂窩狀PBG光纖：蜂窩結構的包層相對于三角形結構來說，可以以更小尺寸的空氣孔獲得光子帶隙。其特點是，能量場只要集中在硅材料區(qū)域，并且非線性耦合系數(shù)相當大。 空心PBG光纖

2、：這種結構決定了光波更容易注入光纖，導入光與纖芯材料相互作用受到抑制。傳遞功率大幅提高且無色散效應。 高折射率棒PBG光纖：空心孔的位置由高折射率材料代替。光線中心的硅缺陷現(xiàn)在形成了低折射率的纖芯，通過光子禁帶效應捕獲導摸，將光波限制在其中。大大降低耦合損耗。 全導向PBG光纖：其特點，通過折射率不同的同心圓形介質的多層反射，光被限制在中心的空氣孔中。有利于色散補償。4導 光 機 制 PBG-PCF的導光機制由波導條件決定，將沿著光纖軸方向的波矢量k的分量定義為傳播常數(shù)，=kncos，n為材料的折射率，k=2/，為真空中的波長，光在折射率為n的材料中傳播與光纖軸的夾角為。傳播常數(shù)決定光在波導中

3、是傳播還是倏（shu）逝。 傳播常數(shù)位于kn1kn2時，傳統(tǒng)的全內(nèi)反射波導5受抑隧道效應的光子帶隙波導 kn1kn2， 即光傳播在高折 射率n1(kn2)層中是倏逝波。 因此，高折射率層n1就起到了 全內(nèi)反射的波導作用。光會在 相鄰高折射率層之間的共振隧 道中發(fā)生泄漏，通帶的寬度依賴于這些層之間的耦合強度。如果具有不同寬度的某一高折射率芯層支持帶隙內(nèi)具有的 一個模，則它不會與其它層發(fā)生共振，通過隧道效應的光漏泄受到抑制。因而該模會通過光子帶隙的受抑隧道效應形式嚴格傳導 。6 布喇格光子帶隙波導 當kn2時，光能夠傳播到光子晶體的所有層中，光在傳播過程中遇到不同介電常數(shù)的電解質，就會受到不同程度的散射，對某一特定波長和入射角，這種多重散射產(chǎn)生干涉從而使光線回到纖芯中。在滿足布喇格條件處出現(xiàn)帶隙，對應波長的光不能在包層中傳播，而只能限制在纖芯中傳播 。7PBG

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