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近年来随着光纤技术的发展,光子晶体光纤(PCF)的提出吸引了大量的国内外科学工作者的重视,为开发新型的光纤和新的光纤工作提供一个新的平台。光子晶体光纤分为全内反射型光子晶体光纤(TIR-PCF)和带隙型光子晶体光纤(PBG-PCF)。二者本质区别是导光模式的不同,带隙的导光模式是将光限制在折射率小于包层的纤芯中。优良的传输特性在光通讯、传感、医疗、工业、军事等更多的领域有着应用。多新颖的结构模型和潜在的应用功能,在光纤制作方面也取得了巨大成效。 本论文围绕椭圆带隙行光子晶体光纤的特性进行了进行了理论研究,主要工作有如下: 1、本文首先从PCF的发展史入手,介绍了光子晶体及PCF的基本理论、PCF分类情况及制备方法。简要介绍了PCF的无截止单模性质、双折射特性、色散特性、高非线性及可控的模场面积等传输特性。 2、阐述了几种PCF的理论研究方法,如平面波展开法、等效折射率法、有限元法和多极法,对各理论方法的基本思想进行了说明,并分析了各方法的具体适用情况和各方法的优缺点。 3、对一种新型非对称椭圆纤芯带隙型光子晶体光纤的经典模型应用全矢量有限元法和完美匹配层的边界条件,用Matlab进行编程和COMSOL Multiphysics计算机软件对其主要的光学特性进行了有效的理论分析和数值模拟。应用OriginPro软件进行绘图。研究表明双折射在椭圆纤芯孔的椭圆率不变的基础上,双折射随着入射波长增加而逐渐增强;入射波长不变的基础上双折射随着椭圆率的增加增强;当b=0.7Λ时双折射最大值可达到2.7×10-2这是因为改变椭圆率是影响光纤双折射的主要因素;随着椭圆率的增大椭圆形带隙光子晶体光纤零色散逐渐向短波长方向移动;色散曲线由平缓变得更陡峭这是由于传播常数随着入射波长发生了改变;传输功率随着椭圆率c增大逐渐减小。因此当调整适当的椭圆率可以选择最佳的双折射、色散以及传输功率,这对椭圆带隙光子晶体光纤特性分析在光子晶体光纤的研究存在着一定的意义。