包層為單軸晶體材料的光纖非線性及應用.pdf

1、在超高速超大容量光纖通信系統(tǒng)中，隨著對色散和衰減的逐步解決，光纖的非線性成為影響信號傳輸質量的重要因素。光纖的非線性由光纖的光學參數(shù)和幾何參數(shù)共同決定，因此可通過優(yōu)化設計光纖以調整其非線性，使其更高效地服務于新一代光纖通信系統(tǒng)或光器件設計。
　　本文利用光波導理論，運用全矢量法模擬分析了單軸晶體包層光纖基模的有效模場面積和非線性系數(shù)，并進行數(shù)值求解，獲得了如下結論：
　　1.單軸晶體包層主折射率比kcl對光纖的模場分布有影響

2、，光纖的有效模場面積隨著kcl的減小而增大，在λ>1.3μm時，負單軸晶體（kcl<1）包層光纖具有比傳統(tǒng)光纖更大的模場面積和更低的光功率密度。
　　2.在波長λ>1.3μm的范圍，單軸晶體包層光纖的主折射率比越小，其非線性系數(shù)就越小，表明采用負單軸晶體材料作為包層將能更充分地抑制該種光纖在通信過程中產生的非線性效應；而采用正單軸晶體材料作為包層將使得該種光纖表現(xiàn)出更強烈的非線性效應,該結論為非線性光纖通信器件和非線性光纖傳感器的

3、設計提供理論基礎。
　　3.一定入射波長下，如λ=1.55μm，在改變主折射率比的同時分別改變光纖半徑、纖芯折射率、包層-纖芯折射率差，發(fā)現(xiàn)該種光纖的非線性系數(shù)有著不同的變化特性，表明同時改變光纖參數(shù)以及主折射率比可優(yōu)化設計該種光纖的非線性系數(shù)。
　　4.分別采用負單軸電光晶體鈮酸鋰（LiNbO3）和彈光晶體磷酸二氫鉀（KDP）作為光纖的包層時，利用LiNbO3晶體的電光效應或KDP晶體的彈光效應，通過施加外電場或應變場可實