单偏振光子晶体光纤特性研究开题报告

1. 研究目的与意义

1．课题研究的背景、目的和意义

光子晶体光纤自1996年以来以其独特的特性和与传统光纤的不同，受到了国内外许多科学人员关注的焦点，在光通信，光电子，等很多领域有着广泛的运用。其中双芯光子晶体光纤是常用的光学器件之一。我们都知道现代信息技术的爆棚是由于人类使用极其精细巧妙的方法控制半导体电子流的能力，人类可以通过控制光子晶体来控制光子，可以通过各种办法巧妙地控制，可想而知，光子晶体将在光通信，光电子应用以及信息技术发展中的重要性。光子晶体的出现使光子的集成和微型都变成了可能，在信息技术中可能会出现全光子化，它可能会导致信息技术的一次革命性地改变。光纤晶体光纤分为全内反射性光子带隙型，其结构多变，工艺材料多样化，其纤芯可以从单一到双芯和多芯发展。其涉及的领域也可以往多元化的方向发展。应用到我们的日常生活中。当光子晶体光纤y偏振方向上奇模和偶模的有效折射率小于包层模的有效折射率，x方向上的有效折射率相反，x方向是传导模，y方向是辐射模，光子晶体光纤单偏振传输，单偏振工作区域就在两个偏振方向上的截止波长之间。单偏振单模光子晶体光纤在纤芯只有一种模式，并且只有一个方向上的可以进行传播。随着光子晶体光纤理论研究技术的日益提高，其应用与扩展不断扩大。双芯光子晶体光纤作为常用的光耦合器件是光通信领域重要的器件之一。必然占据着不可或缺的地位。目前已经在光子晶体光纤的压力传感器进行了研究，但这个传感器对两方面比较敏感，我们可以后面针对这方面进行改善。制作出基于单模光子晶体光纤的压力传感器。通过模拟计算单偏振单模光子晶体光纤色散特性，包层压缩率参数的选取原理，包层压缩率对基空间填充模式双折射的影响，包层层数对单偏振单模工作范围的影响。水平方向和垂直方向空气孔间距对单偏振单模运转区域的影响，纤芯大空气孔变化对单偏振单模传输特性的影响。单偏振光纤应用于高功率光纤激光器目前已达到上百瓦的单偏振激光输出，应用方式是将单偏振光纤与激光腔焊接或是将增益介质直接掺杂于单偏振光纤纤芯。都可用实验来证实。

目前，各类单偏振光纤的研究集中在截至波长可控，增大单偏振带宽及降低传输损耗等方面，同时也成为国内外光纤制造业的亮点。

2. 研究内容和预期目标

课题主要研究内容和预期目标

本课题的主要研究内容如下：

1、了解各种结构的保偏光子晶体光纤；

3. 研究的方法与步骤

3．课题采用的研究方法、步骤

用全矢量有限元法的大型数值分析软件comsol multiphysics；使用物理场耦合分析软件comsol multiphysics在光子晶体光纤应用进行详细的介绍；comsol软件结合matlab分析光子晶体光纤传输特性。具体步骤如下：

1、查找资料，对全矢量有限元软件comsol multiphysics有一定了解并能熟悉地应用；

4. 参考文献

4．参考文献

1、廖延彪，光纤光学，清华大学出版社，2000；

2、唐剑松等，光子晶体光纤数字建模及理论初，信息技术与信息化，2005；

5. 计划与进度安排