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本研究工作介绍了空芯光纤的基础传输理论以及二氧化锗全反射型空芯光波导的特点和应用。首先通过对经典Maxwell公式的推导，提出了空芯光纤中各向电磁场分量的解，在此基础上得到了HE、EH、TE、TM等模式的本征方程，在推导这组方程的过程中避免使用经典电磁场波动方程与Bessel函数方程等通用参量，使本征方程中不含有与微扰解阶数相关的量。然后利用了标准场方程和Bessel函数的性质，通过独立推导得到了HE、EH、TE、TM的模式的各向场方程。 研究中采用酸诱导液相沉积法在石英玻璃基片上生长出了GeO2膜材料，经过不同的热处理温度和保温时间制备出了不同物相结构的氧化锗膜材料。在同一温度下随着保温时间的增加四方相GeO2的衍射峰强度明显增强，而六方相GeO2的衍射峰强度先增强后减弱。在保温时间都为30分钟时不同热处理温度下所制得的GeO2样品的XRD衍射峰强度也发生了明显变化，六方相GeO2的衍射峰强度随着热处理温度的减小先减弱后增强，相比之下，四方相GeO2的衍射峰强度则在热处理温度为1000℃保温30分钟时是最强的。不同的冷却制度下，GeO2膜的XRD图谱中的衍射峰强度也有明显变化，冷却速度较快时四方相GeO2的衍射峰强度和六方相的GeO2的衍射峰的强度都增强，但是四方相GeO2的衍射峰强度增强幅度比较大。这些研究表明通过酸诱导液相沉积技术和热处理工艺条件的改变制备不同物相结构氧化锗空芯波导是可能的。 研究中以HE模为例，通过使用Steffensen加速迭代法，对处于超越状态的模式本征方程进行求解，从而得到了导波归一化相位常数U的值，在此基础上，利用得到的U值及无定形态、六方晶系和四方晶系GeO2的光学常数计算了不同模式和不同空芯半径波导的损耗。在上述复杂运算中我们利用matlab这一简单易用、人机界面良好且编程简单、计算精确的计算软件来完成，并将得到的结果作图，分析损耗值的变化。研究结果表明四方相GeO2发生反常色散的波长范围比无定形态和六方相GeO2范围更宽，相对应的GeO2全反射型空芯波导的损耗较低，因此通过引入四方相GeO2可以拓宽氧化锗空芯光纤的低损耗窗口，满足长波红外空芯波导的制备需要。