1、【提示】本文僅提供摘要、關(guān)鍵詞、篇名、目錄等題錄內(nèi)容。為中國(guó)學(xué)術(shù)資源庫(kù)知識(shí) 代理，不涉版權(quán)。作者如有疑義，請(qǐng)聯(lián)系版權(quán)單位或?qū)W校?！菊拷陙?lái)，光子品體光纖因其特有的傳光特性，已成為當(dāng) 前光學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)熱門課題。本文所研究的光子品體光纖是一種帶 有缺陷的二維光子晶體結(jié)構(gòu)，即光纖結(jié)構(gòu)的橫截面上周期性分布著沿 光纖軸向延伸的微氣孔結(jié)構(gòu)，因而使得光子品體光纖具有傳統(tǒng)光纖無(wú) 法比擬的傳輸特性，例如高雙折射、色散特性、非線性等。本文的主 要工作為：采用多極法和全矢量有限元法對(duì)設(shè)計(jì)的光子品體光纖的基 本特性進(jìn)行了研究。利用CUDOS MOF Utilities軟件和有限元軟件 COMSOL Multip

2、hysics建立了光子品體光纖的理論模型，并給出了具 體的求解步驟。基于建立的模型，對(duì)光子品體光纖的模場(chǎng)分布、雙折 射、色散及非線性等特性進(jìn)行了理論分析。（1）提出了三種不同纖芯 的混合雙包層光子品體光纖，對(duì)它們的特性進(jìn)行了分析比較，選擇出 性質(zhì)較好的光纖結(jié)構(gòu)。接下來(lái)再討論空氣孔徑的大小對(duì)該光纖傳輸特 性的影響。模擬結(jié)果表明，光纖結(jié)構(gòu)每層空氣孔對(duì)傳輸特性的影響均 不相同：最內(nèi)層包層空氣孔對(duì)雙折射特性的影響最為明顯；色散特性 受次內(nèi)層包層孔徑的影響最大，最內(nèi)層包層和外包層孔徑大小對(duì)該特 性的影響較微弱；而限制損耗主要受外包層孔徑大小和包層圈數(shù)影 響。根據(jù)上面的規(guī)律，得出了一種具有高雙折射、低限制

3、損耗且具有 一定色散補(bǔ)償功能的光子品體光纖。（2）基于有限元法提出了一種高 非線性光子品體光纖。第一層包層為矩形結(jié)構(gòu)，且x，y方向間距不 同，從而便于獲得較高的雙折射。其余包層為八邊形結(jié)構(gòu)。通過改變空氣孔徑的大小來(lái)獲得較高的雙折射和較高的非線性系數(shù)。理論證明 增加纖芯附近的空氣孔徑大小便于獲得較高的雙折射，原因是隨著孔 徑的增加，纖芯不對(duì)稱性增強(qiáng)，進(jìn)而雙折射增加。而非線性特性主要 受小纖芯和高占空比的影響。本文中通過增加纖芯附近包層空氣孔徑 的大小達(dá)到減小纖芯和增加包層占空比的目的，從而獲得較高的非線 性，同時(shí)該光纖結(jié)構(gòu)還具有一定的色散補(bǔ)償功能?！娟P(guān)鍵詞】光子品體光纖；多極法；有限元法；高雙折

4、射；高非 線性；【篇名】光子晶體光纖的特性分析及理論研究【目錄】光子品體光纖的特性分析及理論研究摘要5-6 Abstract 6-7 第 1 章 緒論 10-221.1 選題的研究背景和發(fā)展歷史10-121.2光子品體及光子品體光纖簡(jiǎn)介 12-151.2.1光子品體12-141.2.2光子品體光纖簡(jiǎn)介14-151.3光子品體光纖的傳輸特性15-191.3.1雙折射特性15-161.3.2色散特性161.3.3非線性特性16-171.3.4損耗特性17-181.3.5其他特性18-191.4光子品體光纖的制備191.5光子品體光纖的應(yīng)用19-201.6本論文的主要研究?jī)?nèi)容20-22第2章研究光子

5、品體光纖特性的數(shù)值分析方法22-342.1引言222.2光子品體光纖的數(shù)值分析方法概述22-252.2.1光束傳播法222.2.2有效折射率法22-232.2.3時(shí)域有限差分法23-252.3多極法25-272.3.1多極法的概述252.3.2多極法理論推導(dǎo)25-272.4有限元法27-332.4.1有限元法簡(jiǎn)介272.4.2有限元法的發(fā)展歷史27-282.4.3有限元法的分析過程28-292.4.4伽遼金有限元法29-332.5本章小結(jié)33-34 第3章 混合雙包層光子品體光纖的設(shè)計(jì)與仿 真34-443.1引言343.2多極法分析軟件343.3混合雙包層光子品體光纖的物理模型34-423.3.1基模的模場(chǎng)分布373.3.2雙折射特性曲線37-393.3.3基模的有效折射率39-403.3.4色散特性曲線40-413.3.5限制損耗曲線41-423.4本章小結(jié)42-44 第4章高非線性光子品體光纖的設(shè)計(jì)與仿真44-564.1引言444.2 -COMSOL仿真過程44-474.2.1前置處理44-454.2.2解題程序45-464.2.3后置處理46-474.3高非線性光子品體光纖的特性分析47-544.3.1高非線性光子品體光纖的物理模型 47-484.3.2能量與場(chǎng)分布圖48-504.3.3光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)非線性的影響50-514.