摘要：利用平面波展开法计算了圆六边形空气孔按三角形排列的光子晶体带隙，基于带隙图设计了移去7根玻璃毛细管形成纤芯、传输波长λ=1．55μm的空芯光子带隙光纤的结构参量。随后利用全矢量有限元法计算了所设计的在纤芯一包层交界面处引入石英环的光纤，给出了在不同半径情况下沿z轴方向的光强分布、光强等高线分布图和损耗随引入石英环相对厚度的变化曲线。得出了光纤消除表面模、减小损耗的纤芯外半径取值范围为1．55^～1．7^，石英环的相对厚度取值范围为1．3～1．5或3．4～3．8。通过分析发现石英环的引入既可以抑制表面模也可以激发表面模，抑制还是激发有赖于纤芯外半径和石英环厚度的选择。

摘要：针对空芯光子带隙光纤内部结构提出了一种准确的建模方法,使用全矢量有限元法研究了纤芯结构变化对光纤散射损耗的影响,对不同纤芯壁厚度以及不同纤芯半径的空芯光子带隙光纤进行了仿真计算,并以归一化分界面场强表征散射损耗的大小。计算结果表明,纤芯壁相对厚度Tc≈4时,散射损耗可以得到较大的降低,同时散射损耗也会随着纤芯半径的增大而减小。通过对纤芯结构进行优化,理论上在1.5~1.56μm波段范围内散射损耗可比现有光纤减小50%。

摘要：利用平面波展开法（PWM）计算了理想的圆形空气孔按三角格子排列的光子晶体带隙，利用带隙图设计了移去7根玻璃毛细管形成纤芯的空芯光子带隙光纤（PBF），随后利用全矢量有限元法（FEM）计算了所设计的光纤，给出了在不同半径情况下沿z轴方向的光强分布和光强等高线分布，从而得出了该类光纤消除表面模、减小损耗的纤芯半径最佳截取范围为0．9A～1．0A，为光纤的拉制提供了理论依据。

摘要：以多段级联的空芯光子带隙光纤(PBF)作为气体传感探头,以谐波检测技术作为信号处理方法,构建了一种新型全光纤甲烷监测系统。分析了甲烷在空芯内的扩散特性,实现了传感气室的优化设计。实验结果证实了该传感头用于甲烷检测的可行性。

摘要：运用平面波展开法分析As2S3、Ge20Se65Sb15和As2Se3硫系玻璃光纤在不同空气填充率下的带隙分布图,分析结果表明三种材料在空气填充率提高到0.75时,光子带隙与空气线均出现交汇模式,且带隙宽度大,纤芯空气孔中适宜进行激光传输.运用有限元法分析不同纤芯孔直径的Ge20Se65Sb15硫系玻璃空芯光子带隙光纤的基模限制损耗和有效模场面积,结果表明纤芯直径9.2μm时限制损耗最低,模场面积较小.通过优化光纤的结构参量,适合于4.3μm波长处高功率中红外激光传输的空芯光子带隙光纤,其限制损耗为0.00472dB/m,有效模场面积为58.046μm2.

摘要：利用有限元法,从理论和数值上研究了19孔纤芯空芯光子晶体带隙光纤(PBGFs)的结构参数对其有效折射率的影响.采用拓扑优化方法改善纤芯空气孔内层厚度和角度,研究了基本模型的有效折射率与结构参数的关联性.采用完美匹配层(APML)做吸收边界条件,数值结果表明选择边界条件对结果的精度和准确性有很大的影响,有限元法能有效地分析和设计光子晶体光纤,此研究为设计特殊用途的PBGFs提出了一种参考.

摘要：以空芯光子带隙光纤(PBGF)作为气体传感部件,分析了PBGF内部导光机制及其甲烷在纤芯缺陷区域的扩散特性,设计多段PBGF连接耦合弯曲成圈在一起组成的传感气室,构建一套全光纤甲烷浓度检测系统。引入分布式反馈光纤激光器的调控机制,采用谐波检测技术,实现了整体对全光纤甲烷浓度检测系统的优化。经实验,可证明由该传感部件组成的全光纤甲烷浓度检测系统能够实现甲烷浓度在线实时检测,并且甲烷浓度与相对强度成良好的线性关系,其线性度可达99.8%。

摘要：本文所提出的新型的全光纤甲烷检测系统是依托空芯光子带隙光纤作为检测气体传感的探头,利用谐波检测技术处理信号的一种甲烷检测方式。旨在正确分析甲烷气体在空芯光子带隙光纤中的扩散特性,从而对传感气室实现优化设计。另外,研究通过实际的试验成果证实利用空芯光子带隙光纤进行甲烷检测具有一定的可行性。

摘要：扩大传输容量已然成为现代光通信技术发展的首要任务。2μm波段属于人眼波段,并具有大气通信窗口,是未来光通信系统亟待开发的领域。软玻璃材料相比于石英玻璃,具有更宽的透光范围,并且可扩展到中红外波段,恰好配合2μm波段光通信系统。空芯光子带隙光纤(hollow core photonic bandgap fiber,HC-PBGF)由于光纤带隙的存在,提供了独一无二的导光模式。HC-PBGF具备灵活的光纤结构、较低的损耗,可控的色散特性,是非常适合光通信的传输媒介。设计了一种7-cell HC-PBGF,对该光纤的色散、模场面积、限制损耗和弯曲损耗等特性进行仿真分析。

摘要：2μm波段属于人眼波段,并且具有大气通信窗口,对该波段的研究是未来光通信系统亟待开发的领域。软玻璃材料相比于石英玻璃,具有更宽的透光范围,并且可扩展到中红外波段,以配合2μm波段光通信系统。设计了一种多芯空芯光子带隙光纤,针对不同模式的模场面积、限制损耗和弯曲损耗等特性进行仿真分析。综合分析给出了2μm波段单个和多个模式激光传输的最优波长。