基于SPR的窄带单极化光子晶体光纤滤波器设计：1.31/1.55μm精密极化控制

本文主要探讨了一种创新的光子晶体光纤滤波器的设计，该滤波器利用了表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）原理，结合光子晶体纤维（Photonic Crystal Fiber, PCF）的优势。设计的关键在于通过有限元方法开发了一种全矢量模态求解器，这一技术使得滤波器具备了窄宽度和单极化的特性，这对于光通信系统中的信号选择性和传输效率提升至关重要。 在设计中，金纳米线被作为SPR活性金属嵌入到PCF的包层气中，如Kong材料。通过精心调整包层气的尺寸，滤波器能够实现对特定极化方向（如y极化）的光在1.31或1.55微米波长下的精确控制。单个金纳米线已经展现出优异的性能，其半峰全宽仅为13纳米，显示出高分辨率的滤波能力。然而，当两个金纳米线填充在设计长度为1毫米的PCF中，通过减少串扰效应，滤波器的带宽在1.55微米波长下可达到235纳米，且在通信频带内的干扰抑制超过30分贝，表现出极高的滤光效果和隔离度。 这种基于SPR的PCF滤波器不仅具有窄的带宽特性，还能实现对光的定向极化选择，这对于光通信系统中的信号处理和噪声抑制有着显著优势。此外，论文还强调了开放获取的版权政策，允许学术研究者进行翻译和内容挖掘，但个人使用或再发布则需获得IEEE的许可。 这项研究为光子晶体光纤技术的发展带来了新的突破，尤其是在窄带、单极化光滤波器设计方面，对于提高光纤通信系统的性能和稳定性具有重要的理论和实践意义。未来的研究可能进一步优化设计参数，以适应更广泛的应用场景，包括光学通信、生物传感以及精密测量等领域。