光子晶体光纤中结构参数对模场分布的影响

简介：
本文探讨了光子晶体光纤中不同结构参数对其模场分布的影响规律，分析了孔径大小、空气孔排列等变化对传输特性的作用机制。 本段落采用全矢量有限元法探讨了光子晶体光纤（PCF）的结构参数对其本征模场分布的影响。数值计算结果显示，多层空气孔、多层纤芯、大孔间距以及高占空比的设计有助于将光线有效约束于纤芯内。随着纤芯层数增加或孔间距增大，或者当占空比较小时，PCF中的模式阶次会相应提升。同时发现，在减小空气占空比的情况下，通过提高纤芯层数和加大孔间距可以部分补偿由此引发的功率泄露问题，并有助于实现大模场单模传输的目标。 具体而言，对于一种具有4层空气孔、2层纤芯结构且具备0.01占空比与20微米孔距特性的PCF，在确保单模运行的前提下，该光纤能够支持直径达40微米的纤芯，并拥有3717平方微米的有效模式面积以及68.32%的纤芯功率集中度。