4  利用软件实现仿真模拟 11

4。1 引言 11

4。2 仿真模拟具体步骤 11

4。2。1 空气孔三角形排列PCF数值模拟过程 11

4。2。2 空气孔正方形排列PCF数值模拟过程 18

4。3 小结 22

结 论 23

致  谢 24

参 考 文 献 25

1  引言

1。1 研究意义与目的

在这个信息社会中，光纤通信具有极其重要的地位，而半导体材料的微电子技术是拉制光纤的重要工艺。因为光子技术有着传输速度快、密度高、抗干扰能力强、容错率高的特性，所以光子非常适合做信息的载体。光子晶体的概念在1987年被提出，其折射率为周期性分布。这一理论的提出对科技和社会的发展有着重大意义的影响，解决了“电子技术瓶颈”问题，加快了信息化的发展。

1996年，J。C。Knight团队拉制出第一根光子晶体光纤[1]。它以SiO2为基底，空气孔在横截面上呈周期性分布，是最早的一类光子晶体光纤。从此以后，随着拉制技术的发展成熟，光纤的精度控制也越来越好。同时，能更好地对光纤的特性进行控制，比如无截止单模传输、大模场面积、色散、非线性、双折射特性等等。文献综述

光子晶体光纤有很多可调控参数，设计具有一定的灵活性，但同时也使设计变得复杂。在设计时改变一定的参数可以提高光子晶体光纤的性能，得到想要的产品。本文是通过改变包层空气孔的排列方式、空气孔大小及空气孔间距，即改变其微结构，仿真模拟其特性曲线得到不同参数下的结果。

1。2 国内外研究及发展

2  光子晶体光纤概述

2。1 引言

光子晶体自1987年被提出以来，人们在这一领域的研究发展迅速。从全内反射型PCF、带隙型PCF到混合型PCF，不同结构的光纤被制备出来。由于光子晶体光纤具有其他光纤不具备的特性，所以近二十年来一直备受关注。比如，光子晶体光纤的色散特性和非线性特性使其在光纤通信、光纤传感方面有着广泛的应用。又比如光子晶体光纤产生的超连续谱可用于高精度的测量。剩下的还有无截止单模，大模场面积、高双折射等特性，都在一定的领域里发挥着极其重要的作用。

2。2 PCF的分类及其导光原理

2。2。1 光子晶体光纤的分类来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

PCF按导光原理可分为两大类：一类是全内反射型PCF，另一类是带隙型PCF。当纤芯为实芯时，因为纤芯的折射率比包层的有效折射率高，所以其导光原理是利用全反射来进行的，这一类光子晶体光纤被称为全内反射型PCF。当纤芯为空气时，纤芯的折射率低于包层的有效折射率，正好与上一类PCF相反，这一类光子晶体光纤利用多重布拉格散射效应进行导光，被称为带隙型PCF。其中这两大类光子晶体光纤还可以分成几小类（如图（2-1））。若按空气孔排列分布可分为：三角形、正方形、环形、蜂窝等结构的光子晶体光纤。若按材料可分为：石英、塑料和其他材料光子晶体光纤。