光子晶体光纤光学特性分析——方形、圆形与六边形结构对比研究

简介：
本文深入探讨了不同几何形状（方形、圆形和六边形）对光子晶体光纤光学性能的影响，旨在为新型光纤设计提供理论依据。 本段落探讨了四环方形、圆形及六边形光子晶体光纤（PCF）的几何结构，并分析了它们在800 nm至1600 nm波长范围内的光学特性，包括有效面积、传播常数、限制损耗和色散等。选择石英玻璃作为背景材料，气孔层由四个环组成。 利用COMSOL Multiphysics（v.5）软件模拟这三种几何形状的PCF后发现：六边形PCF的有效面积最小；方形PCF的有效面积最大，三者有效面积分别为11.827 μm²、10.588 μm²和9.405 μm²。此外，在波长范围为800 nm至1250 nm时，所有三种结构的限制损耗几乎接近于零；而在波长区间从900 nm到1500 nm内，色散同样趋近于零。 特别地，对于圆形PCF结构而言，在波长约为900nm处获得了大约为-30.354 ps/(nm·km)的负色散。