研究目的
设计一种高双折射、低损耗且具有改进机械稳定性和色散特性的太赫兹波传输光子晶体光纤。
研究成果
所提出的光子晶体光纤在1太赫兹频段实现了极高的双折射率(9.73×10?2)和低有效材料损耗(0.056厘米?1),并具有平坦的色散特性。相比先前设计,该结构具有更优的机械稳定性,且可采用挤出工艺制造,适用于太赫兹通信与传感领域的保偏应用。
研究不足
该研究基于数值模拟,未经实验验证。非圆形气孔存在制造难题,极窄支柱宽度下机械稳定性可能受影响。该设计针对特定频段(0.1-1.6太赫兹)优化,未必适用于其他波段。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用数值模拟方法设计并分析了一种具有椭圆多孔纤芯和Kagome晶格包层的光子晶体光纤,使用有限元法(FEM)进行模态分析。
2:样本选择与数据来源:
光纤设计基于纤芯椭圆率、孔隙率和支柱宽度等几何参数,未使用实物样本;所有数据均来自模拟计算。
3:实验设备与材料清单:
主要材料为Topas聚合物(折射率n=1.528),计算过程使用COMSOL仿真软件。
4:528),计算过程使用COMSOL仿真软件。
实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:根据指定尺寸(如长轴a、短轴b、槽宽)建立横截面模型,采用完美匹配层(PML)作为边界条件,通过精细网格划分确保计算精度。
5:数据分析方法:
利用定义公式计算双折射率、有效材料损耗(EML)、限制损耗(Lc)和色散等参数,并绘制其与频率、椭圆率等变量的关系曲线。
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