全文总字数：2208字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

光纤的主要用途是传输光信号或者对光信号进行变换、处理，人们对光纤容量、光纤中信号的传输速度、信号传输距离的要求也越来越高，因此研究光纤的传输特性有极重要的意义。在常规光纤中，由于制备光纤材料的条件限制，以及全反射型传输机理本身的局限性，使得人们难以对光纤的损耗、色散和非线性效应等主要传输特性进行有效的控制，不能达到相关技术领域的进一步要求。在众多的新型光纤中，基于光子带隙型机理导光的Bragg光纤是具有发展潜力的新型光纤之一。相对于普通光纤，该光纤具有较多的可调整参数用以调控光纤性质，相对于光子晶体光纤，它的结构更为简单，实际制作起来也更方便，因此，有必要对其传输特性进行分析研究，以获得更好的光纤特性。

国内外研究现状

P.Yeh和A.Yariv于1978年最早提出Bragg光纤的概念，并且对其光频麦克斯韦方程组用传输矩阵法进行了初步的理论分析。直到1999年，Y. Fink等根据大折射率对比的介质全反镜原理，提出了可在空气中传光的一维空心光子晶体光纤，该光纤的主要特点是，用于约束光的径向一维光子晶体对工作波段的光是全向反射镜，纤芯空气柱的半径远远大于工作波长和全反射镜的厚度。如此，频率处于一维光子晶体全反区的光，无论是从内侧，还是外侧入射到该光纤上均被完全反射。因而，除单根这种光纤可以将光约束在空气中传播外;利用这种光纤阵列可以做成各种反射镜。2000年，Yong Xu等人运用渐近矩阵法代替传输矩阵法研究Bragg光纤，使得对Bragg光纤的研究得到进一步深化，在此基础上，国外大批科学家投入了对Bragg光纤的深入分析中去，并取得了一定的成果。如对空芯光纤和同轴Bragg光纤的比较研究、对高折射率模Bragg光纤的色散补偿研究和同轴bragg光纤中功率流的分布的研究，都取得了一定的进展。

国内方面，2006年9月，北京邮电大学的刘小毅等运用全矢量有限元法研究了高折射率椭圆芯Bragg光纤的偏振特性，讨论了Bragg光纤用作保偏光纤的可能性。山西大学的贾清等提出了用Bragg光纤作为吸收池来检测气体的种类和浓度的一种新型的气体传感器。由于Bragg光纤中的场分布主要集中在芯区，对气体损耗较为敏感，所得到的相对灵敏系数是现有技术的20倍。这种新型的气体传感器不仅灵敏度较高，响应时间短，结构简单，且能在不同的波长对不同种气体进行测量。清华大学的学者还提出了1.55 ,um波长下的全固体硅Bragg光纤，从而使在拉制Bragg光纤的过程中，能更好地保持其光纤形状和比例常数，避免横截面的畸变，使Bragg光纤向实用迈进了一步。国内的其他单位如浙江大学、北方交通大学、中科院等单位也都对这种光子晶体光纤有了一定的研究。

2. 研究的基本内容

1.查阅国内外相关文献，总结与Bragg光纤课题研究相关的国内外研究工作进展，重点总结Bragg光纤的理论研究现状。

2.总结一维光子晶体光纤的数值计算方法，着重研究全矢量有限单元方法；利用有限单元法及matlab软件计算Bragg光纤的传导模式和传播常数。

3.计算光纤色散、模场、非线性等特性的计算方法，计算光纤各可调参数对Bragg光纤传输特性的影响，对光纤特性进行优化设计。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

通过研究国内外相关文献，总结bragg光纤课题的国内外的研究工作进展。利用comsol、matlab软件计算bragg光纤的传导模式和传播常数，计算光纤各可调参数对bragg光纤传输特性的影响，在此基础上对光纤结构进行优化。

进度：

4. 参考文献

[1]肖春来，杨利.bragg光纤色散和损耗特性的全矢量有限差分分析[j],2008,25(1):88-93

[2]林晨曦.bragg光纤带隙调控光传输特性与工艺制备[d],北京，清华大学电子工程系，2007.4

[3] guangyu xu, wei zhang, yidong huang, member, ieee, and jiangde peng. loss characteristics of single-he11-modebragg fiber. vol. 25, no. 1, january 2007359.358-366