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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在依靠电子器件完成信号处理的通信系统中，单信道的速率不可能超过100Gbit/s，要突破这一“电子瓶颈”，需寻求光电子器件替代电子器件。微结构光纤和普通单模光纤相比有许多突出的优点，比如可以在很大的频率范围内支持光的单模传输，允许改变纤芯面积以削弱或加强光纤的非线性效应，可灵活地设计色散和色散斜率提供宽带色散补偿，允许出现大于直角的光路弯曲，在空芯中充入特定的气体或液体等。因此，利用微结构光纤在光通信中可以进行高功率传输、超宽色散补偿、短波长光孤子传输发生、实现超短脉冲的激光器和放大器、极短波长的偏振保持光纤等。本课题研究特定结构的微结构光纤传输特性，并讨论其在光通信中作为色散补偿、偏振分离等器件的应用研究，为新型光子器件的设计提供理论支持。

国内外研究现状

围绕光子晶体光纤在通信中作为色散补偿和偏振分离应用的主要工作有：1999年，T. A. Birks等人制作了一种由单一折射率石英材料和沿轴向排列着的规则空气孔的光子晶体色散补偿光纤。2004年，J. Maury等人研制出了一种掺饵的色散补偿光纤，是由两个同轴非对称的芯和相匹配的包层组成。2005年，黄俊等人采用改进的化学汽相沉积(MCVD)工艺，研制出了五包层的色散补偿光纤。次年，清华大学研究人员Sigang Yang等人，理论设计了高负色散光子晶体光纤。2007年6月，Harish Subbaraman等人提出了一种仅有纯硅和空气孔组成的双芯光子晶体光纤，在1.56μm波长处实现了-9500ps/(km.nm)的色散值。张斌等基于双折射效应设计了一种矩形双芯光子晶体光纤偏振分束器。李敏荣等基于双折射效应设计了一种新型的双椭圆纤芯光子晶体光纤偏振分束器。近年来，采用不同材料制备的光子晶体光纤引起了研究者的极大关注，特别是采用碲玻璃和SF6玻璃制备的光子晶体光纤。Cerqueira等介绍了使用碲玻璃制备的光子晶体光纤，并探讨了其潜在应用。周桂耀等研究了使用SF6玻璃制备光子晶体光纤。刘硕等研究了基于碲玻璃的三芯光子晶体光纤偏振分束器。曹晔等研究了基于碲玻璃的双芯光子晶体光纤偏振分束器，并与石英玻璃制备的光子晶体光纤偏振分束器进行了特性对比。

2. 研究的基本内容

1.查阅国内外相关文献，了解微结构光纤国内外研究工作进展，重点总结与光通信领域的应用相关的研究报道。

2.掌握微结构光纤的数值计算方法，利用全矢量有限单元分析工具、matlab软件计算微结构光纤的传导模式和传播常数。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

查阅相关文献资料整理并筛选有用的信息；利用全矢量有限单元分析工具计算光纤参量对色散、偏振特性的影响，讨论微结构光纤在光通信领域中作为色散补偿、偏振分离等器件的应用。

进度：

4. 参考文献

1．d. paul, r. biswas,n.s. bhattacharyya; investigating photonic crystal fiber within e to l communication band with different material composites. optik 126 (2015) 4640-4645.

2．cheng chen,guiyao zhou,yan chen,zhiyun hou,changming xia,jinhui yuan,wei zhang; suppression of the fundamental mode in a dual-mode photonic crystal fiber. optics communications 336 (2015) 235-239.

3．zhen-kai fan, shu-guang li,wan zhang, guo-wen an, ya-jie bao; analysis of the polarization beam splitter in two communication bands based on ultrahigh birefringence dual-core tellurite glass photonic crystal fiber. optics communications 333 (2014) 26-31.