新型高双折射双零色散光子晶体光纤的设计与应用

本文主要探讨了一种新型的高双折射双零色散波长的光子晶体光纤，它在光纤光学领域具有显著的创新性和实用性。该光纤的独特之处在于其包层设计，采用了两种不同尺寸的圆形空气孔，按照类矩形和三角形晶格排列，这种排列方式使得光纤展现出特殊的光学特性。 通过全矢量有限元法进行理论模拟分析，研究结果显示，当空气孔直径d1为0.80微米，d2为1.10微米，周期Λ为1.00微米时，在1.55微米波长下，光纤显示出高达2.59×10^-2的双折射效应。这一特性使得光信号在X和Y两个偏振方向上的传播速度存在差异，这对于某些需要精确偏振控制的应用来说是非常重要的，比如通信系统中的偏振编码或者精密测量。 更值得注意的是，这种光子晶体光纤在可见光和近红外波段具有两个零色散点，这意味着在这些特定波长范围内，色散现象显著减小，有助于减少信号畸变，提高通信质量。这两个零色散点之间的间距为0.68微米，通过调整设计参数，可以灵活地控制双零色散点的位置以及色散曲线的平坦程度，从而满足不同应用场景的需求。 由于采用现有的拉制工艺，这种结构的光纤易于制造，这为大规模生产提供了便利，对于超连续谱的产生、光纤通信系统的稳定性以及光纤传感器的发展具有重要意义。特别是在超连续谱产生中，零色散点的存在有助于实现更高的功率密度，而在光纤传感方面，双折射特性可以增强对特定物理量（如压力、温度等）的敏感度。 本文提出的高双折射双零色散波长的光子晶体光纤，凭借其独特的结构设计和优良的光学性能，不仅为光纤通信技术的进步提供了新的可能，也为其他光电子应用领域如光纤传感和量子信息处理开辟了新的途径。随着技术的不断发展和优化，这种光纤有望在未来的通信、传感和科研领域发挥更大的作用。