光子晶体光纤的特性仿真分析

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随着信息技术的发展,人们对信息的需求量越来越大,所以对通信网络的要求也越来越高,而光纤传输技术因为其高速率、大容量、长距离等优点越来越受人们的欢迎。光子晶体光纤通信技术作为一种全新的光纤通信技术,越来越受到学术界和工业界的重视。光子晶体光纤的发现标志着一种新型光纤的诞生,而它的许多特性都是传统光纤无法比拟的,尤其在最近几年,对光子晶体光纤的研究已然成了新型光纤技术中最热门最前沿的领域。本文简单的介绍了光子晶体光纤发展的过程及现状,紧接着介绍了一些光子晶体光纤的新颖特性,如无截止单模传输、灵活的色散、可控的非线性、可调的模场面积、高数值孔径等特性,而这些新颖的特性都是传统光纤都不具有的。同时介绍了一些理论分析方法,如时域有限差分法、有限元法、平面波展开法、有效折射率法、多极法等。然后对有限元法的基本原理和思想做了详细介绍。最后本文介绍了一种关于有限元法的仿真分析软件COMSOL Multiphysics,以及该软件在光子晶体光纤仿真分析中的使用方法。然后利用该软件的高频电磁场模块(RF Module)对光子晶体光纤的模式有效折射率、包层有效折射率、归一化频率、有效模场面积等特性进行了仿真与分析。并且在波长1.05um-1.95um范围内和材料折射率1.40-1.49范围内,分析了不同空气孔包层数、相同占空比和不同占空比等结构参数对各特性的影响。
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