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基于液体填充的光子晶体光纤温度传感特性分析 总被引:8,自引:2,他引:6
提出了一种基于在折射率引导型光子晶体光纤(PCF)中填充高折射率温度系数液体的新型折射率型光纤温度传感器.通过建立理论模型,设定入射波长和材料参数及完美匹配层边界条件,采用全矢量有限元法对六角形结构排列的折射率引导型光子晶体光纤的温度特性进行了分析.研究表明,在空气孔中填充液体乙醇,PCF模场分布随着温度变化明显,其有效折射率和限制损耗都随着温度升高而减小.相同的孔间距,占空比越大,输入波长越长,有效折射率和限制损耗受温度影响越大.当波长为1500 nm,占空比为0.7,温度从-20℃升至70℃时,限制损耗从3.5×102dB/m减小到22 dB/m. 相似文献
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高双折射光子晶体光纤特性分析 总被引:11,自引:8,他引:3
建立了基于透明边界条件(TBC)的全矢量迦辽金有限元法(FEM)分析二维光子晶体光纤(PCF)的模型,并对椭圆芯等5种高双折射光子晶体光纤基模的模式双折射、限制损耗及色散特性进行了数值分析和比较.通过减小内包层中沿x方向的空气孔,增大沿y方向的空气孔构成的一种光子晶体光纤的模式双折射在波长1550 nm处高达5.96×10-3,而椭圆芯光子晶体光纤为1.52×10-3.研究表明,可通过增加内包层中两个正交方向上空气孔的尺寸差来获得高双折射;同时还得出内包层中放大的空气孔减小限制损耗,增加色散,而减小空气孔尺寸带来的影响则刚好相反;内包层上空气孔数量越少,色散越平坦. 相似文献
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光子晶体光纤(PCF)与普通单模光纤(SMF)以及不同结构光子晶体光纤之间的耦合损耗是急待解决的问题,采用光子晶体光纤的本地正交函数模型,对光子晶体光纤与普通单模光纤以及不同结构光子晶体光纤之间的耦合损耗进行了分析计算,得到了耦合损耗随光子晶体光纤结构参量以及波长的变化关系,给出了最优耦合的光子晶体光纤的结构参量。结果表明,PCF的孔距Λ是影响PCF与SMF耦合损耗的最主要因素,当Λ为某个特定值时,PCF与SMF的模场半径相等,耦合损耗最小,偏离这个特定值时的耦合损耗都会增大;PCF之间的耦合损耗取决于它们孔距的差异;此外由于模场半径与波长有关,当波长为某个特定值时,PCF与SMF模场半径相等,此时耦合损耗也最小。因此,在PCF设计过程中应综合考虑这些相关因素。 相似文献
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1 引言一般情况下 ,把光纤布拉格光栅描述为没有材料蚀刻的、具有周期性结构和光波导光学特性的变型。以这一方式在纤芯中纵向折射率可周期性变化。这一变化的周期通常为几微米 ,如果光纤布拉格光栅要用于特定波长的选择性反射 ,则波长 (及其谐波 )和由其引起的折射率调制必须满足布拉格条件λb=2Λ neff/ N (N =1 ,2 ,3… )其中λb为选定波长 (如 1 .5 5 μm) ,Λ为调制的周期 ,neff 为有效折射率 ,N为反射次数。光栅的反射率 R取决于和波长有关的光耦合进光栅的系数 k以及光纤长度 LR =tanh2 (k L ) 掺锗光纤中折射率的光感应变… 相似文献
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基于液晶填充的全内反射型光子晶体光纤的温度传感特性 总被引:2,自引:1,他引:1
在实心光子晶体光纤包层的空气柱中填充向列相液晶,选用液晶的折射率在所研究的温度和波长范围内小于光纤背景玻璃的折射率,形成全内反射型光子晶体光纤.采用空间填充基模折射率法求得填充液晶包层的有效折射率,用阶跃有效折射率模型研究了液晶填充光子晶体光纤的温度传感特性,并进行了数值计算.结果表明,液晶填充全内反射型光子晶体光纤的有效折射率和等效芯半径随温度升高而增大,在温度接近液晶相变点附近增大更快,二阶模截止波长随温度升高而减小,在温度接近液晶相变点附近减小更快. 相似文献
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采用全矢量有限元法研究了具有中心椭圆缺陷孔的矩形点阵PCF(光子晶体光纤)的双折射特性。结果发现,该新型PCF的双折射特性对波长和光纤的结构参数具有较强的依赖关系,与无中心椭圆缺陷孔的矩形点阵PCF相比,在中心缺陷孔参数bc/Λ=0.075、中心空气孔椭圆率η=2.2、包层结构参数Λ=2.0μm和d/Λ=0.48时,该新型PCF具有更高的双折射。 相似文献
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新型光子晶体光纤近零平坦色散的研究 总被引:2,自引:0,他引:2
文章作者设计了一种新型的光子晶体光纤(PCF),在纤芯引入了一个小空气孔形成缺陷,并改变第一层空气孔的直径.采用平面波法研究了该PCF的色散特性,结果表明,该光纤能够得到比传统的PCF更低、更平坦的色散曲线;通过优化该光纤的结构参数,可以设计在1 350~2 010 nm波长范围内近于零的平坦色散PCF,其色散变化△D<0.5 ps/(km·nm),在1 320~2 040 nm波长范围内色散斜率变化△D<,slope><0.02 ps/(km·nm<'2>). 相似文献
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光子晶体光纤(PCF)的导光特性可通过改变空气孔的结构参数(孔径、间距和排列方式)、材料填充等方法进行调节。由于自身具有电可调性,液晶作为PCF的填充材料具有很大的研究价值,可以用于制作电可调PCF。利用有限元法分析了液晶(E7)填充的光子晶体光纤的基模有效折射率、有效模场面积等参量随占空比、外电场的变化关系,得到了不同占空比下基模的截止电压和一定电压下基模的截止波长。结果表明光子晶体光纤的电压可调范围随占空比增大而增大;占空比一定时,电压越大,波长可调范围越小。这种液晶填充的光子晶体光纤可以应用于电场传感等领域。 相似文献
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设计了一种新型结构的光子晶体光纤,建立了对应的数学模型并采用全矢量有限元法对该结构的模场强度、有效折射率、双折射、色散特性和限制损耗进行了分析。研究表明,该光纤在1 550nm处可以获得高达7.66×10-3的双折射和低至12ps/(nm·km)的色散值,同时在800~1 600nm波长范围内,始终保持1.498×10-6 dB/m以下的极低限制损耗,可用于制造极低色散值的保偏光纤。 相似文献
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光子晶体光纤的色散特性分析 总被引:2,自引:0,他引:2
采用有效折射率模型分析了光子晶体光纤的色散特性,并给出了无限大空气玻璃微结构中基模的本征方程。分析结果表明光子晶体光纤具有奇异的色散特性,能在极大的波长范围内支持单模传输,在单模工作时可以具有反常波导色散。同时通过调整光子晶体光纤的结构参数(包括空气孔径和孔间距)可以移动零色散点的位置。最后讨论了大空气孔光子晶体光纤的特性及其在色散补偿中的应用。 相似文献
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应用多极法理论计算了低折射率芯光子晶体光纤(PCF)基模的损耗并与未掺杂芯PCF进行了比较,发现可以从损耗的角度来理解低折射率芯PCF的截止特性:传输波长靠近短波长时,模式的损耗会突然变大,从而导致基模截止;而处于长波长时,这种光纤的传输特性和普通PCF相类似。通过改变纤芯折射率的大小和包层中空气孔的大小,可以对光纤的截止波长进行调节。 相似文献
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