光子晶體光纖(photonic crystal Fiber,簡稱PCF)是一種具有特殊孔隙結構的光纖,通過對光纖的結構進行精確控制,實現對光學性能和傳輸特性的優化。PCF的du 特設計和優勢使其在光通信、光學(xue)傳(chuan)感、激光器技術等領域展(zhan)現(xian)出廣闊的應用前景。
一、PCF的(de)的(de)工作原理
圖1光(guang)量子晶(jing)(jing)狀體(ti)光(guang)仟(qian)線(xian)線(xian)的構成(a)全nvme固態光(guang)量子晶(jing)(jing)狀體(ti)光(guang)仟(qian)線(xian)線(xian)(b)空芯光(guang)量子晶(jing)(jing)狀體(ti)光(guang)仟(qian)線(xian)線(xian)
二、PCF的好處
單(dan)模傳(chuan)輸(shu)(shu)特(te)性(xing)[1]是光(guang)(guang)子晶體(ti)光(guang)(guang)纖中(zhong)zui早被發現(xian),也是zui引人(ren)注(zhu)目的(de)特(te)性(xing),單(dan)模傳(chuan)輸(shu)(shu)可以提高光(guang)(guang)電器件的(de)信號(hao)質量及(ji)傳(chuan)輸(shu)(shu)速率。對于(yu)(yu)普通(tong)光(guang)(guang)纖,當傳(chuan)輸(shu)(shu)光(guang)(guang)的(de)波長(chang)大(da)于(yu)(yu)截止(zhi)波長(chang),就(jiu)可能(neng)實現(xian)單(dan)模傳(chuan)輸(shu)(shu),但是對于(yu)(yu)光(guang)(guang)子晶體(ti)光(guang)(guang)纖,對光(guang)(guang)纖結(jie)構(gou)經過(guo)合(he)理(li)設(she)計,就(jiu)能(neng)實現(xian)在所有波長(chang)無截止(zhi)單(dan)模傳(chuan)輸(shu)(shu)。
光子晶體光纖(xian)(xian)是理想的(de)非(fei)(fei)(fei)線(xian)(xian)性(xing)(xing)光學介(jie)質,因為與傳統光纖(xian)(xian)相(xiang)比,光子晶體光纖(xian)(xian)的(de)纖(xian)(xian)芯(xin)更小,從而(er)更容易產生非(fei)(fei)(fei)線(xian)(xian)性(xing)(xing)效應(ying)[2],當改變(bian)包層(ceng)空氣孔(kong)直徑和(he)空氣孔(kong)間(jian)距時,有效模(mo)場的(de)能量密度(du)也會發(fa)生強弱變(bian)化,從而(er)使光纖(xian)(xian)的(de)非(fei)(fei)(fei)線(xian)(xian)性(xing)(xing)性(xing)(xing)能發(fa)生相(xiang)應(ying)變(bian)化,易于實(shi)現非(fei)(fei)(fei)線(xian)(xian)性(xing)(xing)效應(ying)。
光子晶體光纖中(zhong),有(you)效(xiao)模場(chang)面積(ji)(ji)[3]是(shi)一(yi)個重(zhong)要的(de)(de)參數,與光纖非線性效(xiao)應(ying)緊(jin)密相關(guan)。有(you)效(xiao)模場(chang)面積(ji)(ji)是(shi)描述光纖中(zhong)光模式分布范圍的(de)(de)參數,在光纖傳輸(shu)和光信號調制中(zhong)具有(you)重(zhong)要意義。以下是(shi)PCF的(de)(de)有(you)效(xiao)模場(chang)面積(ji)(ji)特性的(de)(de)一(yi)些關(guan)鍵點(dian):
色散[4]是衡量光纖性能的重要參數,決定著光纖是否在超連續光譜、超短脈沖的產生等領域得到應用,對光通信和設計光纖激光器等起著決定性作用。光纖的總色散可以視為波導色散、材料色散和模式色散之和。由于光子晶體光纖的包層結構du 特,其光纖纖芯和(he)包層的(de)(de)(de)折射率差可以(yi)很大(da),從而增大(da)了波導色(se)散對光纖總色(se)散的(de)(de)(de)影響。通(tong)過(guo)改變光子晶體光纖的(de)(de)(de)結(jie)構參數,如空(kong)(kong)氣孔的(de)(de)(de)排布方式、空(kong)(kong)氣孔形狀、空(kong)(kong)氣孔半徑和(he)空(kong)(kong)氣孔間距等,可以(yi)實現所需的(de)(de)(de)色(se)散特性,以(yi)滿足不同應用場景中的(de)(de)(de)光信號傳輸、調制和(he)處理要求(qiu)。
有關的學術論文:
[1] 李晨曦(xi), 劉(liu)曉(xiao)東, 侯藍田. 光波(bo)晶胞網絡光纖的(de)導(dao)波(bo)傳統模式與反射率功能[J]. 物(wu)理性(xing)學報, 2003,
[2] G. P. Agrawal, Nonlinear Fiber Optics.[M] Third Edition, San Diego: Academic Press, 2001
[3] Fuerbach A, Steinvurzel P, Bolger J, et al. Nonlinear pulse propagation at zero dISPersion wavelength in anti-resonant photonic crystal fibers[J]. Optics Express, 2005, 13(8): 2977-2987.
[4] Ferrando A, Silvestre E, Andres P, et al. Designing the properties of dispersion-flattened photonic crystal fibers[J]. Optics Express, 2001, 9(13): 687-697.
[5] Russell P S J. Photonic-crystal fibers[J]. Journal of lightwave technology, 2006, 24(12): 4729-4749.
鄰接權擁有 © 2024鄭州昊量光學設施設備十分有限機構 技術支持: Sitemap.xml