【摘 要】
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随着光纤技术的发展，人们在光纤领域展开了大量的理论研究和应用研究工作。光纤的传输波段也从2μm红外区域逐渐向更长的中红外、远红外区域发展。与此同时，主要应用在激光能量
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随着光纤技术的发展，人们在光纤领域展开了大量的理论研究和应用研究工作。光纤的传输波段也从2μm红外区域逐渐向更长的中红外、远红外区域发展。与此同时，主要应用在激光能量传输上的红外光纤也应运而生。目前，红外光纤凭借其独特的特点在医学领域及工业领域CO2能量传输和传感上已得到广泛的应用。本文设计了一种复合周期红外空芯Bragg光纤，利用平面波展开法仿真分析，确定了复合周期两个微单元和每一层厚度的大小，选择了合适的包层材料。然后在Bragg光纤的复合周期确定基础上，采用基于FEM的COMSOL软件分析复合周期红外空芯Bragg光纤的损耗特性，并对该光纤的结构参数进行优化。仿真结果表明，当光纤的结构参数为：纤芯内径R=250μm，复合周期Λ=6.2μm，两个微单元的厚度分别为Λ1=2.7μm和Λ2=3.5μm，复合周期内每层材料的厚度为d1=0.81μm、d2=1.89μm、d3=1.05μm、d4=2.45μm，包层的复合周期数N=10时，损耗在10.6μm处为0.287dB/km，远优于目前单周期结构下的光纤损耗5.14dB/km。最后分析了复合周期红外空芯Bragg光纤包层中的缺陷，并对单个缺陷引起的损耗进行仿真分析，结果表明，在晶格周期Λ=6.2μm的复合周期红外空芯Bragg光纤中，若引入的缺陷的尺寸小于晶格周期，在10.6μm处的损耗将会减小；反之，损耗将会变大，且这种影响在靠近纤芯处更为明显，其中在第一层引入5.74μm的缺陷对降低光纤的损耗最为明显。研究成果对于复合周期红外空芯Bragg光纤的制作具有应用价值。
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