【摘 要】
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光子晶体光纤偏振滤波器和光子晶体光纤偏振分束器因其体积小、性能好、设计灵活等优点在光通讯领域有着巨大的应用前景。本文基于有限元法,利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件设计两种光子晶体光纤偏振滤波器和分束器,系统研究结构参数对其滤波特性、分束特性的影响及其变化规律,建立结构设计优化原则,为光子晶体光纤偏振器件的设计制作提供理论支持。首先,基于表面等离子体共振原理设计一种单通道光
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光子晶体光纤偏振滤波器和光子晶体光纤偏振分束器因其体积小、性能好、设计灵活等优点在光通讯领域有着巨大的应用前景。本文基于有限元法,利用COMSOL Multiphysics多物理场耦合软件设计两种光子晶体光纤偏振滤波器和分束器,系统研究结构参数对其滤波特性、分束特性的影响及其变化规律,建立结构设计优化原则,为光子晶体光纤偏振器件的设计制作提供理论支持。首先,基于表面等离子体共振原理设计一种单通道光子晶体光纤偏振滤波器,其工作波长为1310nm,x和y两个偏振方向上的损耗强度分别为1920.36 d B/cm和3.29 d B/cm。当光纤长度为1000μm时,滤波器串扰值为1665.14 d B,小于-20d B工作带宽达到779 nm。其次,提出一种双通道光子晶体光纤偏振滤波器,实现了1310 nm和1550 nm两通讯波长上的双通道滤波。当入射波长分别为1310 nm和1550 nm时,y偏振方向上的损耗强度分别是1496.46 d B/cm和1847.97 d B/cm,x偏振方向损耗强度分别为1.98 d B/cm和16.00 d B/cm。当光纤长度是1000μm时,与之对应的两个串扰值分别为-1298.09 d B和-1591.23 d B,小于-20d B的工作带宽超过1000 nm。最后,设计一种光子晶体偏振分束器。当工作波长为1310nm时,分束器的长度为27.87234μm,相应消光比达到-152.40 d B,小于-10 d B的工作带宽长度是152 nm。当工作波长为1550 nm时,其分束器的长度为15.59356μm,消光比达到了-137.21 d B,小于-10 d B的工作带宽为200 nm。所提出的三种光子晶体光纤偏振器件具有优秀的性能,均可实现良好的滤波或分束效果,在全光网络和光通讯领域有着巨大的应用前景。
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