微结构光纤色散特性研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景： 光子晶体光纤是近年来出现的一种新型光纤，这种光纤通常由单一介质构成并由在二维方向上紧密排列而在轴向保持结构不变的波长量级的空气孔构成的微结构包层，有时也称作多孔光纤、微结构光纤，它通过包层中沿轴向排列的微小空气孔对光新型约束，从而实现光的轴向传输。

光子晶体光纤有很多的优势，无截止波长的单模特性、灵活的色度色散、良好的非线性特性以及高双折射效应为克服传统光纤发展中的一些技术障碍提供了可能的解决途径。

目前，光子晶体光纤在降低损耗等面向实用化的研究中已经取得重要成果。

2. 研究内容和预期目标

研究内容： 1、了解微结构光纤的定义原理 2、理论分析几种有特殊色散性质的微结构光纤（如六边形微结构光纤） 3、总结现有光子晶体光纤的色散测量方法 4、熟悉色散特性的算法 5、学习RSOFT仿真软件 6、完成微结构光纤的RSOFT的建模，进行色散特性分析 7、完成相关内容的英文翻译预期目标：采用理论计算方法对光子晶体光纤的色散特性进行分析，通过调节包层空气孔的结构参量，改善光纤的色散系数，得到色散平坦的光子晶体光纤结构。

3. 研究的方法与步骤

研究方法：时域有限差分和平面波展开法 时域有限差分法：是一种直接基于时域电磁场微分方程的数值算法，它直接在时域将maxwell旋度方程用二阶精度的中心差分近似，从而将时域微分方程的求解转换为差分方程的迭代求解。

是电磁场和电磁波运动规律和运动过程的计算机模拟。

研究步骤：1、理论分析：(1)方形组合空气孔微结构光纤的色散分析(2)单偏振单模微结构光纤的色散分析(3)六边形微结构光纤的色散分析 2、 色散特性的实验测量：光子晶体光纤性能的测试，主要有传输损耗、有效模面积、带宽与光谱范围以及线性和非线性状态下的光子带隙和色散的测量。

4. 参考文献

[1]王冰，马晓军，光子晶体光纤的色散特性研究，激光与红外，2014（3）[2]张亚妮，低损耗低非线性高负色散光子晶体光纤的优化设计，物理学报，2012（8）[3]陈中师，王河林，隋成华，魏高尧，量子点薄膜结构光子晶体光纤色散及损耗特性分析，光子学报，2014（6）[4]张心贲，罗兴等，双零色散光子晶体光纤中可见光超连续谱的产生，物理学报，2012（3）[5]张娟，周桂耀，王伟，微结构芯光子晶体光纤色散特性的研究，光通信技术,2012(1)[6]杜海龙，丁春峰，低损耗近零超平坦色散光子晶体光纤的设计，2010（2）[7] 庸灿．微结构光纤研究：[硕士学位论文]．成都：电子科技大学光学丁程系2005[8]付圣贵，董孝义．光子晶体光纤的基本特性与应用[J]．光通信技术．2004，3：54．58[9]栗岩锋，刘博文，王子涵 等，光子晶体光纤色散的有限差分法研究，中国激光，2004，31(10):1257~1260[10]李婧、张伟刚、杜江兵 等，氢氟酸填充腐蚀方法在光子晶体光纤制造中的应用，中国激光，2009,36(3):705~709[11]池灏，曾庆济，姜淳光．光子晶体光纤的原理、应用和研究进展[J]．光电子．激光2002，13(5)：534-537

5. 计划与进度安排

2022.2.12-3.12 查阅相关资料，熟悉微结构光纤的基本理论2022.3.13-4.9确定具体研究方法和研究内容，熟悉模拟计算工具，完成开题报告2022.4.14-5.14 用RSOFT完成微结构光纤波导的建模，模拟计算，得出结论2022.5.15-5.31 撰写毕业论文，完成有关内容的翻译2022.6.1-6.15做好答辩前的准备工作并完善论文