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非对称几何结构对折射率导引型光子晶体光纤双折射的影响

DOI：10.1016/j.ijleo.2018.11.136 期刊：Optik 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 我们采用有限元法，数值研究了非对称几何结构对折射率导引型光子晶体光纤（IG-PCF）双折射特性的影响。通过修改文献报道的具有芯区人工缺陷的高双折射（HB）PCF结构来破坏其对称性，提出的结构改进方案包括：包层采用椭圆形空气孔、压缩空气孔晶格、旋转椭圆形空气孔以及水平偏移空气孔。研究发现，由于作用机制不同，双折射特性对各类结构改动的敏感度存在差异。在1550nm波长下，当矩形芯区长边方向设置大半轴的椭圆形空气孔时，可获得最优双折射值0.0328。此外对于非对称芯形结构的HB-PCF，限制双折射进一步提升的结构因素在于：持续增强的不对称性会导致多芯传输现象。本研究不仅提出了HB-PCF的最优设计方案，也为揭示几何双折射的本质提供了参考依据。
作者： Sheng Liang，Yue Yang，Shuai Kang，Yongxin Zhang，Xinzhi Sheng，Shuqin Lou，Xin Wang，Wan Zhang，Tongtong Zhao
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研究概述 实验方案

研究目的

研究非对称几何结构对折射率导引型光子晶体光纤（IG-PCF）双折射特性的影响，提出高双折射（HB）PCF的优化设计方案，并探究几何双折射的本质。

研究成果

该研究得出结论：非对称几何结构会显著影响IG-PCF的双折射效应。当椭圆空气孔沿矩形纤芯长边方向排列时，可获得0.0328的最佳双折射值。研究同时发现，过度非对称会导致多芯传输现象，从而限制双折射的进一步提升。这项工作深化了对几何双折射机理的理解，并提出了高双折射PCF的设计方案。

研究不足

该研究的局限性在于所采用的模拟方法以及对原始HB-IG-PCF进行的具体结构修改。所提出结构的实际制备可能面临模拟中未涉及的挑战。

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