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光子晶体光纤的温度特性数值模拟

卫延; 常德远; 郑凯; 简水生 中国激光 2007年第07期

摘要:提出了基于二阶透明边界条件(2^nd TBC)的二维矢量伽辽金有限元法(FEM),并用其对任意横截面形状和折射率分布的光纤进行了模式分析。二阶透明边界条件与一阶透明边界条件(1^stTBC)相比,提高了光纤模式限制损耗(CL)的精度,与多极法(MM)计算结果的相对误差在10%以内。对单模光子晶体光纤(PCF)温度特性进行了数值模拟,得出光子晶体光纤有效折射率n-eff,有效半径Reff和限制损耗随温度变化的近似公式,研究表明当折射率温度系数ξ在所研究的波长和温度范围内变化不剧烈时neff随温度升高线性增加,增加量与波长λ,光子晶体光纤空气孔直径d和孔距∧无关;温度变化对光子晶体光纤色散特性无影响;Reff随温度升高线性减小,减小量与ξ,温度增量△T,∧^2,λ^2成正比,与d成反比;限制损耗随温度升高线性减小,减少量与ξ,△T,限制损耗成正比,在大d/∧,长波长处限制损耗随温度变化较快。

关键词:光纤光学光子晶体光纤有限元法二阶透明边界条件

单位:北京交通大学光波技术研究所; 北京100044

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