【正文】 參考文獻[1] E．Yablonovitch．Inhibited Spontaneous Emission in SolidState Physics and Electronics．Physical Review Leaers，1987，58(20)：20592062[2]J．C．Knight,J．Broeng,T．A．Birks．eta1．Photonic Band Gap Guidance in Optical Fibers．Science，1998，282：14761478[3] 王文杰，郭林，[J]．光通信技術，2004．7：12—15．[4]王文杰,郭　林,[ J ]. 光通信技術, 2006, 1: 58 60.[5]胡明列．飛秒激光脈沖在光子晶體光纖中傳輸特性的研究．【天津大學博士學位論文】．2004：23—36[]艷云，侯藍田，李秋菊,．紅外，2006，27(2)：15[6]樓仁海，符果行，袁敬閃，電磁理論．成都：電子科技大學出版社，1996．池灝，曾慶濟，、應用和研究進展[J].(5):534537[7]GUO Shangping，SACHARlA．Simple Plane Wave Implementation for Photonic Crystal Calculations[J]．Optics Express,2003,11(2):167175．[8]BrechetF,MareouJ,Pagnoux [J].光纖技術，2000，E85C(4)：881—888．[9]Ward A J，Pendry J B．Calcuating ghotonic Green39。在信息存儲和顯示上，光子晶體光纖都還有著巨大的潛力。雖然本論文在上述研究方面取得了一些成果，然而由于時間限制和實驗條件的限制，色散和非線性也應該成為一個重要的研究方向。并利用相同的方法分析了色散和非線性特性。第三章對PCF單模、色散、非線性進行了討論。本文在第一章對本課題的研究背景，結構以及應用進行了概述。 總 結 近年來，光子晶體光纖憑借其優(yōu)異的特性，結構設計的多樣性以及在光通信領域的應用前景，成為科研院所、高校的研究熱點。圖 412 四邊形晶格光子晶體光纖電場強度的三維分布另外，光子晶體光纖的模場直徑隨工作波長的變化而變化。越大，模場直徑越大；的調節(jié)是輔助性的。所以在光子晶體光纖中需要計算模場直徑，作為描述傳輸光能量集中的參數(shù)，它關系到與其它器件耦合的效果。而有一部分在包層區(qū)域中傳輸。圖411截面電場分布（，）從圖中我們可以很清晰的看到，改進的正方形結構TIRPCF能有效將光場束縛在纖芯中, 經過計算 ，正方形結構的PCF能夠很好的在較寬的范圍內實現(xiàn)單模傳輸。 　TIR型PCF的非線性系數(shù)的計算A． 不同空氣孔直徑下非線性 孔間距=, =, 圖 47 PCF的非線性系數(shù)【16】隨空氣孔直徑大小的變化如圖所示，PCF的非線性系數(shù)γ隨著空氣孔直徑的增大而增大。由此，光纖中非線性系數(shù)和纖芯有效面積的關系為= ，是非線性折射率系數(shù)。在這里用的是有效折射率法來討論PCF的非線性系數(shù)。以石英為基質材料，截面分為包層區(qū)和芯區(qū)，包層為均勻空氣柱按六角形排列形成周期性結構：芯層中心原空氣孔缺省而形成纖芯。 .1 實芯六角形光子晶體光纖結構參數(shù)與非線性系數(shù)的關系 根據(jù)實芯六角形光子晶體光纖（TIR型PCF）的非線性效應研究系數(shù)的計算公，參量為有效纖芯面積，是光纖的重要參數(shù)之一。 光子晶體光纖的非線性 在這個章節(jié)中，我們主要以纖芯分別為實芯和空(氣)芯的六角形光子晶體光纖為模型，通過改變光子晶體光纖的結構參數(shù)，如空氣孔直徑d和孔間距人來探討PCF的非線性系數(shù)。隨著人們對光子晶體光纖制作和理論研究的不斷深入，光子晶體光纖的高度色散【15】可調特性為色散補償光纖的設計提供了新的機遇。167。光纖可以保持單模傳輸特性。167?？偵⑴c波導色散的計算公式：，為材料色散，為波導色散，為基模的有效折射率，材料色散可直接由Sellmeier（賽爾邁耶爾）方程得到。167。（4）偏振模色散 指單模光纖中偏振色散，簡稱PM（Polarization Mode Dispersion），起因于實際的單模光纖中基模含有兩個相互垂直的偏振模和，沿光纖傳播過程中，由于光纖難免受到外部的作用，如溫度和壓力等因素變化或擾動，使得兩模式發(fā)生耦合，并且它們的傳播速度也不盡相同，從而導致光脈沖展寬，展寬量也不確定，便相當于隨機的色散。具體來說，入射光的波長越長，進入包層中的光強比例就越大，這部分光走過的距離就越長。進入包層內的這部分光強的大小與光波長有關，這就相當于光傳輸路徑長度隨光波波長的不同而異。(3) 波導色散 由于光纖的纖芯與包層的折射率差很小，因此在交界面產生全反射時，就可能有一部分光進入包層之內。(2)模式色散 模式色散又稱模間色散，光纖的模式色散只存在于多模光纖中。 色散的概述(1) 材料色散 光的波長不同，折射率n就不同，光傳輸?shù)乃俣纫簿筒煌２▽⑴c光子晶體光纖的結構參量有關，因此合理設計光纖的結構，即調整包層空氣孔的尺寸d和孔間距，可以有效的控制波導色散。色散特性也是光纖的一個非常重要的性能,包括材料色散、波導色散和模式色散。 = = = = 圖44 空氣孔直徑的增大時模場分布截面圖在幾何結構參數(shù)相同的情況下，在空氣孔間距不變的情況下，隨著空氣孔直徑的增大，模場就越集中在纖芯部分；當=，光在光子帶隙型光子晶體光纖中傳輸效率最高， 或的光子晶體光纖不易制作，超過閾值繼續(xù)增大時，包層區(qū)域的有效折射率就越小，于是纖芯與包層之間的折射率差就越大，這將加強全反射效應，更多的光波場將被限制在纖芯中。 當包層空氣孔間距=，纖芯結構對模場的影響。產生與普通光纖相似的全反射現(xiàn)象。這說明了對于長波長，空氣孔洞的排列對光子晶體光纖的場分布有更大的影響。經過比較發(fā)現(xiàn)在波長較短時，纖芯中的能量更加集中，反之則能量擴散到包層中。 a 波長=800 b 波長 =1100 C 波長 =1300 d 波長=1550圖 43 PCF 截面電場分布【13】 圖43 是PCF 截面電場分布,它的橫坐標是x軸，縱坐標是Y軸，越接近纖芯場強越強。 模場分布圖 計算波長分別為800，1100，1300和1550的光波在六邊形排列的光在晶體光纖的電場分布圖。（）=（）