《光子晶体光纤的单模传输特性》-毕业论文（设计）.doc

专业综合训练——光子晶体光纤的单模传输特性 共14页 第 PAGE 14页 光子晶体光纤的单模传输特性 The single mode transmission properties of photonic crystal fiber 摘 要： 光子晶体光纤(PCF)是在现代光纤技术的基础上兴起的一个新研究领域,由于它的包层中二维光子晶体结构能够以从前没有的特殊方式控制纤芯中的光波,使其具有诸多优异的光学特性,如无截止单模传输特性、可调节的色散特性、等，使它有着广泛的应用，本文基于介绍PCF的基本概念重点分析其无截止单模传输特性的特性。 关键字： 光子晶体光纤 无截止单模传输特性 广泛应用 Abstract： Photonic crystal fiber ( PCF ) is in modern optical technology on the basis of the rise of a new research field, owing to its clad in a two-dimensional photonic crystal structure with no special way of control core of light, so that it has a lot of excellent optical properties, such as endlessly single mode transmission properties, adjustable dispersion property, make it has the widespread application, based on the introduction of the basic concepts of PCF focuses on the analysis of endlessly single mode transmission properties. Keywords： Photonic crystal fiber endlessly single mode transmission properties Widely used 概述 1.1研究背景 操纵光波和声波的流动是人类多年的梦想和追求。全球高新技术领域的科学家和企业家都期待着新的人工微结构材料对光波的操纵。从科学技术的角度可以预言，一旦实现这个目标，将可能引发一场21世纪的光子技术革命。光子晶体和光子禁带理论的出现在观念上给人们极大的冲击，它预示着人们可以像控制电子一样控制光子的流动，并进而可以制造全新的重要的光子器件。因此，光子晶体被科学界和产业界称为“光半导体”或“未来的半导体”，随着不断地深入研究，一门新的学科和产业将会出现，就像半导体产业大大改变了人们的生活一样，它的发展也将给现代科技和人们的日常生活带来极为深刻的影响。光子晶体的研究已成为国际学术研究热点之一，发表的论文数目每年以近70％的速度增长，超过了著名的摩尔定律。从20世纪90年代后期起，光子晶体受到各国政府、军方、学术机构以及高新技术产业界的高度重视。1999年底，美国《科学》杂志预测未来的十大研究热点，光子晶体位列其中。 当前光纤通信系统正在向以密集波分复用技术(DWDM)为基础的新一代全光通信网络(AON)演进。实现全光通信的关键在于全光器件。光纤器件具有与光纤耦合效率高、信号处理全部在光域进行、成本低等优点，已经成为与传统的半导体器件并列的一类重要器件。 1992年，sT．J．Russeu等人【3M哿光子晶体的概念引入到光纤中，提出了光子。晶体光纤的概念，简称PCF，又称多孔光纤或微结构光纤，从光纤端面看，存在着周期性的二维结构。其优越特性显示出巨大的发展潜力和应用前景，特别是基于光子晶体光纤的光子器件对于超高速、大容量光通信的发展将具有十分重要的作用，在全光通信器件和系统设计方面展示了广阔的应用前景，是构建新一代全光通信网的支柱和核心技术之一，成为目前国内外的研究热点。 光子晶体光纤已经表现出了一些优异的特性，如它的无波长限制单模传输、色散可控、强非线性效应、强双折射效应、带隙限制空芯导光等诸多新奇特性。而且，通过改变光纤的几何参数，可以设计出具有超大模面积、大数值孔径、高非线性、高双折射光纤。特别是一些新式光子晶体光纤器件的设计，将具有重大的意义：利用光子晶体光纤制作宽带光纤放大器、高功率光纤激光器、宽带可调谐光纤光栅、光衰减器、波长变换器、用于高调制速率数据恢复与整形的光开关；利用光子晶体光纤非线性进行拉曼光纤放大器和激光器的研究