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一种新型高双折射光子晶体光纤特性研究

曹晔 李荣敏 童峥嵘

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一种新型高双折射光子晶体光纤特性研究

曹晔, 李荣敏, 童峥嵘

Investigation of a new kind of high birefringence photonic crystal fiber

Cao Ye, Li Rong-Min, Tong Zheng-Rong
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  • 设计了一种高双折射高非线性光子晶体光纤, 采用全矢量有限元法研究了这种光纤的基模模场、双折射、非线性、有效模面积及色散特性. 数值研究发现, 减小孔间距Λ的大小, 在波长1550 nm 处, 该光纤可获得10-2 数量级的双折射B, 比普通的椭圆保偏光纤高约两个数量级; 同时, 该光纤可获得42 W-1·km-1 的高非线性系数γ. 另外,分别在可见光和近红外波段出现了两个零色散波长, 在波长800–2000 nm 之间具有良好的色散平坦特性. 这种设计为获得高双折射高非线性超平坦色散光子晶体光纤提供了一种新的方法, 该光纤在偏振控制、非线性光学和色散控制方面具有广泛的应用前景.
    A kind of highly birefringent and highly nonlinear photonic crystal fiber (PCF) is proposed. The fundamental mode field, birefrin-gence, nonlinear coefficient, effective mode area and dispersion characteristic of the fiber are studied by the full-vector finite elementmethod. Simulation results show that the birefringence becomes larger by reducing the air hole pitch, and the birefringence reachesup to 10-2 at a wavelength of 1550 nm, which is about two orders of magnitude higher than that of the regular elliptic polarizationmaintaining fiber. At the same time, a nonlinear coefficient of 42 W-1·km-1 is obtained. There are two zero dispersion wavelengthsin the visible and the near-infrared region respectively, and flattened chromatic dispersion from 800 nm to 2000 nm is obtained. Sucha design provides a new approach to obtaining highly birefringent and highly nonlinear PCF, and the fiber has a broad prospect ofapplication in the polarization control, nonlinear optics and dispersion control.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:61107052)和天津市自然科学基金(批准号:11JCYBJC00100)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61107052) and the National Science Foundation of Tianjin, China (Grant No. 11JCYBJC00100).
    [1]

    Birks T A, Knight J C, Russell P St J 1997 Opt. Lett. 22 961

    [2]

    Wadsworth W J, Knight J C, Ortigosa B A 2000 Electron. Lett. 36 53

    [3]

    Ferrando A, Silvestre E 2000 Opt. Lett. 25 790

    [4]

    Knight J C, Briks T A, Atkin D M 1996 Opt. Lett. 21 1549

    [5]

    Briks T A, Moginlevtsev D, Knight J C, Russell P S J 1999 IEEE Photon. Technol. Lett. 11 676

    [6]

    Fsaifes I, Cordette S, Tonello A, Couderc V, Lepers C, Ware C, Leproux P, Buy-Lesvigne C 2010 IEEE Photon. Technol. Lett. 22 1367

    [7]

    Begum F, Namihira Y, Kinjo T, Kaijage S 2010 Electron. Lett. 46 151

    [8]

    Delgado-Pinar M, Diez A, Torres-Peiro S, Andres M V, Pinheiro-Ortega, Silvestre E 2009 Opt. Express 17 6931

    [9]

    Fu B, Li S G, Yao Y Y, Zhang L, Zhang M Y, Liu S Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 7708 (in Chinese) [付博, 李曙光, 姚艳艳, 张磊, 张美艳, 刘司英 2009 58 7708]

    [10]

    Yang Q Q, Hou L T 2009 Acta Phys. Sin. 58 8345 (in Chinese) [杨倩倩, 侯蓝田2009 58 8345]

    [11]

    Chen D R, Wu G Z 2010 Appl. Opt. 49 1682

    [12]

    Yue Y, Kai G, Wang Z, Sun T, Jin L, Lu Y, Zhang C, Liu J, Li Y, Liu Y, Yuan S, Dong X 2007 Opt. Lett. 32 469

    [13]

    Kudlinski A, Cumberland B A, Travers J C, Bouwmans G, Quiquempois Y, Mussot A 2008 AIP Conf. Proc. 1055 15

    [14]

    Hu D J J, Shum P P, Lu C, Ren G B 2009 Opt. Commun. 282 4072

    [15]

    Zhang L, Li S G, Yao Y Y, Fu B, Zhang M Y, Zheng Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 1101 (in Chinese) [张磊, 李曙光, 姚艳艳, 付博, 张美艳, 郑义 2010 59 1101]

    [16]

    Jian L, Mao J Y, Wei J K, Xin S, Wen F Z, Si X X 2011 Optik 122 2151

    [17]

    Zhang D S, Dong X Y, Zhang W G, Wang Z 2005 Acta Phys. Sin. 54 1235 (in Chinese) [张德生, 董孝义, 张伟刚, 王志 2005 54 1235]

    [18]

    Johnson S G, Joannopoulos J D 2001 Opt. Express 8 173

    [19]

    Zhu Z, Brown T 2002 Opt. Express 10 853

    [20]

    White T P, Kuhlmey B T, Mcphedran R C 2002 Opt. Soc. Am. B 19 2322

    [21]

    Selleri S, Vincetti L, Cucinotta A, Zoboli M 2001 Opt. Quantum Electron. 33 359

    [22]

    Xia C M, Zhou G Y, Han Y, Liu Z L, Hou L T 2011 Acta Phys. Sin. 60 094213 (in Chinese) [夏长明, 周桂耀, 韩颖, 刘兆伦, 侯蓝田 2011 60 094213]

    [23]

    Boyd R W 2003 Nonlinear Optics (3rd Ed.) (San Diego:Academic Press) p212

    [24]

    Mishra S S, Vinod K S 2011 Optik 122 1975

  • [1]

    Birks T A, Knight J C, Russell P St J 1997 Opt. Lett. 22 961

    [2]

    Wadsworth W J, Knight J C, Ortigosa B A 2000 Electron. Lett. 36 53

    [3]

    Ferrando A, Silvestre E 2000 Opt. Lett. 25 790

    [4]

    Knight J C, Briks T A, Atkin D M 1996 Opt. Lett. 21 1549

    [5]

    Briks T A, Moginlevtsev D, Knight J C, Russell P S J 1999 IEEE Photon. Technol. Lett. 11 676

    [6]

    Fsaifes I, Cordette S, Tonello A, Couderc V, Lepers C, Ware C, Leproux P, Buy-Lesvigne C 2010 IEEE Photon. Technol. Lett. 22 1367

    [7]

    Begum F, Namihira Y, Kinjo T, Kaijage S 2010 Electron. Lett. 46 151

    [8]

    Delgado-Pinar M, Diez A, Torres-Peiro S, Andres M V, Pinheiro-Ortega, Silvestre E 2009 Opt. Express 17 6931

    [9]

    Fu B, Li S G, Yao Y Y, Zhang L, Zhang M Y, Liu S Y 2009 Acta Phys. Sin. 58 7708 (in Chinese) [付博, 李曙光, 姚艳艳, 张磊, 张美艳, 刘司英 2009 58 7708]

    [10]

    Yang Q Q, Hou L T 2009 Acta Phys. Sin. 58 8345 (in Chinese) [杨倩倩, 侯蓝田2009 58 8345]

    [11]

    Chen D R, Wu G Z 2010 Appl. Opt. 49 1682

    [12]

    Yue Y, Kai G, Wang Z, Sun T, Jin L, Lu Y, Zhang C, Liu J, Li Y, Liu Y, Yuan S, Dong X 2007 Opt. Lett. 32 469

    [13]

    Kudlinski A, Cumberland B A, Travers J C, Bouwmans G, Quiquempois Y, Mussot A 2008 AIP Conf. Proc. 1055 15

    [14]

    Hu D J J, Shum P P, Lu C, Ren G B 2009 Opt. Commun. 282 4072

    [15]

    Zhang L, Li S G, Yao Y Y, Fu B, Zhang M Y, Zheng Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 1101 (in Chinese) [张磊, 李曙光, 姚艳艳, 付博, 张美艳, 郑义 2010 59 1101]

    [16]

    Jian L, Mao J Y, Wei J K, Xin S, Wen F Z, Si X X 2011 Optik 122 2151

    [17]

    Zhang D S, Dong X Y, Zhang W G, Wang Z 2005 Acta Phys. Sin. 54 1235 (in Chinese) [张德生, 董孝义, 张伟刚, 王志 2005 54 1235]

    [18]

    Johnson S G, Joannopoulos J D 2001 Opt. Express 8 173

    [19]

    Zhu Z, Brown T 2002 Opt. Express 10 853

    [20]

    White T P, Kuhlmey B T, Mcphedran R C 2002 Opt. Soc. Am. B 19 2322

    [21]

    Selleri S, Vincetti L, Cucinotta A, Zoboli M 2001 Opt. Quantum Electron. 33 359

    [22]

    Xia C M, Zhou G Y, Han Y, Liu Z L, Hou L T 2011 Acta Phys. Sin. 60 094213 (in Chinese) [夏长明, 周桂耀, 韩颖, 刘兆伦, 侯蓝田 2011 60 094213]

    [23]

    Boyd R W 2003 Nonlinear Optics (3rd Ed.) (San Diego:Academic Press) p212

    [24]

    Mishra S S, Vinod K S 2011 Optik 122 1975

  • [1] 徐琦, 孙小伟, 宋婷, 温晓东, 刘禧萱, 王羿文, 刘子江. 不同缺陷态下具有高光力耦合率的新型一维光力晶体纳米梁.  , 2021, 70(22): 224210. doi: 10.7498/aps.70.20210925
    [2] 赵运进, 田锰, 黄勇刚, 王小云, 杨红, 米贤武. 基于有限元法的光子并矢格林函数重整化及其在自发辐射率和能级移动研究中的应用.  , 2018, 67(19): 193102. doi: 10.7498/aps.67.20180898
    [3] 熊梦杰, 李进延, 罗兴, 沈翔, 彭景刚, 李海清. 新型高双折射微结构纤芯光子晶体光纤的可调谐超连续谱的特性研究.  , 2017, 66(9): 094204. doi: 10.7498/aps.66.094204
    [4] 李珊珊, 张昊, 白晋军, 刘伟伟, 常胜江. 隔行分层填充的太赫兹超高双折射多孔光纤.  , 2015, 64(15): 154201. doi: 10.7498/aps.64.154201
    [5] 苏伟, 娄淑琴, 邹辉, 韩博琳. 一种带葡萄柚空气孔的高双折射ZrF4-BaF2-LaF3-AlF3-NaF光子准晶光纤.  , 2014, 63(14): 144202. doi: 10.7498/aps.63.144202
    [6] 王二垒, 姜海明, 谢康, 张秀霞. 一种高双折射高非线性多零色散波长光子晶体光纤.  , 2014, 63(13): 134210. doi: 10.7498/aps.63.134210
    [7] 盛新志, 娄淑琴, 尹国路, 鹿文亮, 王鑫. 一种与标准单模光纤高适配的低弯曲损耗光子晶体光纤.  , 2013, 62(10): 104217. doi: 10.7498/aps.62.104217
    [8] 赵原源, 周桂耀, 李建设, 韩颖, 王超, 王伟. V型高双折射光子晶体光纤超连续谱产生的实验研究.  , 2013, 62(21): 214212. doi: 10.7498/aps.62.214212
    [9] 王伟, 杨博, 宋鸿儒, 范岳. 八边形高双折射双零色散点光子晶体光纤特性分析.  , 2012, 61(14): 144601. doi: 10.7498/aps.61.144601
    [10] 赵兴涛, 刘晓旭, 郑义, 韩颖, 周桂耀, 李曙光, 侯蓝田. 微小空气孔传光的光子晶体光纤研究.  , 2012, 61(21): 214210. doi: 10.7498/aps.61.214210
    [11] 许强, 苗润才, 张亚妮. 六角点阵蜂窝状包层光子晶体光纤中的高双折射负色散效应.  , 2012, 61(23): 234210. doi: 10.7498/aps.61.234210
    [12] 付晓霞, 陈明阳. 用于太赫兹波传输的低损耗、高双折射光纤研究.  , 2011, 60(7): 074222. doi: 10.7498/aps.60.074222
    [13] 王晓琰, 李曙光, 刘硕, 张磊, 尹国冰, 冯荣普. 中红外高双折射高非线性宽带正常色散As2 S3光子晶体光纤.  , 2011, 60(6): 064213. doi: 10.7498/aps.60.064213
    [14] 齐跃峰, 乔汉平, 毕卫红, 刘燕燕. 热激法光子晶体光纤光栅制备工艺中热传导特性研究.  , 2011, 60(3): 034214. doi: 10.7498/aps.60.034214
    [15] 夏长明, 周桂耀, 韩颖, 刘兆伦, 侯蓝田. V形高双折射光子晶体光纤特性研究.  , 2011, 60(9): 094213. doi: 10.7498/aps.60.094213
    [16] 付博, 李曙光, 姚艳艳, 张磊, 张美艳, 刘司英. 双芯高双折射光子晶体光纤耦合特性研究.  , 2009, 58(11): 7708-7715. doi: 10.7498/aps.58.7708
    [17] 刘卫华, 宋啸中, 王屹山, 刘红军, 赵 卫, 刘雪明, 彭钦军, 许祖彦. 飞秒激光脉冲在高非线性光子晶体光纤中产生超连续谱的实验研究.  , 2008, 57(2): 917-922. doi: 10.7498/aps.57.917
    [18] 赵振宇, 段开椋, 王建明, 赵 卫, 王屹山. 高功率光子晶体光纤放大器实验研究.  , 2008, 57(10): 6335-6339. doi: 10.7498/aps.57.6335
    [19] 张晓娟, 赵建林, 侯建平. 一种新型高双折射光子晶体光纤.  , 2007, 56(8): 4668-4676. doi: 10.7498/aps.56.4668
    [20] 李曙光, 邢光龙, 周桂耀, 侯蓝田. 空气孔正方形排列的低损耗高双折射光子晶体光纤的数值模拟.  , 2006, 55(1): 238-243. doi: 10.7498/aps.55.238
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出版历程
  • 收稿日期:  2012-12-06
  • 刊出日期:  2013-04-05

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