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关于光子晶体光纤的四种分类介绍

发布时间:2019-07-16   点击次数:719次
  光子晶体光纤有很多奇特的性质。例如,可以在很宽的带宽范围内只支持一个模式传输;包层区气孔的排列方式能够极大地影响模式性质;排列不对称的气孔也可以产生很大的双折射效应,这为我们设计高性能的偏振器件提供了可能。
 
  折射率引导型光子晶体光纤
 
  这类光纤是由纯石英纤芯和具有周期性空气孔结构的包层组成。由于空气孔的加入,包层与纤芯相比具有较小的有效折射率,即由于石英空气包层的有效折射率小于纤芯的折射率,这种结构的光子晶体光纤以类似全内发射的机制导光,这一点与普通光纤相似。因此一个简单的分析方法就是把这类光子晶体光纤等效为折射率阶跃型光纤,得到包层的有效折射率后就可以用折射率阶跃型光纤的方法加以分析和计算。通过调整预制棒的结构参数能得到所需结构与尺寸的光子晶体光纤,具有非常灵活设计自由度。不同的空气孔结构和排布使得折射率引导型光子晶体光纤具有特定的模式传输特性。特别需要指出的是,研究还发现折射率引导型光子晶体光纤包层中空气孔的周期排列不是必要的,随机排列足够多的空气孔也能够有效降低包层的折射率,实现改进的全内反射。因此,这种光纤已经不同于早期提出的空气孔周期排列的光子晶体光纤,为了突出包层中排列有波长量级的空气孔的这一特征,折射率引导型光子晶体光纤更适合被称为多孔光纤或微结构光纤。
 
  光子带隙型光子晶体光纤
 
  相对于折射率引导型光子晶体光纤,光子带隙型光子晶体光纤要求包层空气孔结构具有严格的周期性。纤芯的引入使其周期性结构遭到破坏时,就形成了具有一定频宽的缺陷态或局域态,而只有特定频率的光波可以在这个缺陷区域中传播,其他频率的光波则不能传播,即光子带隙效应。在这种导光机制下可以将纤芯设计成中空结构。这种结构的光子晶体光纤所具有的极低的非线性效应和传输损耗使其在传输高能激光脉冲和远距离信息传递方面具有很大的潜在优势。
 
  折射率导光型光子晶体光纤
 
  折射率引导型光子晶体光纤具有无截止单模特性 、大模场尺寸 /小模场尺寸和 色散可调特性(调节d,Λ等,无须掺杂)等特性。被广泛应用于色散控制 (色散平坦,零色散位移可以到800nm),非线性光学 (高非线性,超连续谱产生),多芯光纤 ,有源光纤器件(双包层PCF有效束缚泵浦光)和光纤传感等领域。
 
  带隙型光子晶体光纤
 
  空隙带隙型光子晶体光纤具有易耦合,无菲涅尔反射,低弯曲损耗、低非线性和特殊波导色散等特点被广泛应用于高功率导光,光纤传感和气体光纤等方面。光子晶体光纤的发展为光纤传感开拓了广阔的空间,尤其是在生物传感和气体传感方面为光纤传感技术带来新的发展。
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