1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

光子晶体的概念最初由 e.yablonovitch 和 s. john 于 1987 年在分别研究如何抑制自发辐射及光子局域时同时提出，它是一种折射率随空间周期性变化（变化周期一般在光波长量级上）的新型光学微结构材料。经过人们不懈的理论研究和实践创新，到目前为止，光子晶体技术已成功应用于光传输，集成光学以及光信号处理等众多领域，并从根本上改变了人们对光子器件的认识，有力地促进了光子器件的微型化和集成化，使“全光子化”的信息处理成为可能。正因为如此，1999 年 12 月 17 日光子晶体被《science》杂志评为全球十大进展之一。

光子晶体最大的特征是光子带隙效应：与半导体材料中周期性排列的原子结构相似,光子晶体由介电常数周期性变化的两种不同介质材料构成, 介电常数的周期性排列产生了一定的“势场”，当两种材料的介电常数相差足够大时，在介质界面上会出现布拉格散射，光波在其中传播时将会受到调制而形成能带结构，这种能带结构就叫做光子能带（photonic band）。光子能带之间可能出现的带隙即为光子带隙（photonic bandgap，pbg），能量落在带隙中的光将被禁止在光子晶体中传播，因为光子带隙中的态密度为零。两种介质材料的介电常数比(或折射率比)越大，布拉格散射越强烈，就越有可能出现光子带隙。光子晶体的另一个重要特征是光子局域：如果在光子晶体周期性结构中引入某种缺陷，和缺陷态频率吻合的光子可能被局域在缺陷位置或只能沿缺陷位置传播。光子晶体引入点缺陷形成微腔、引入线缺陷形成光波导、引入面缺陷则形成一个完全镜面。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

了解光子晶体光纤的基本知识，采用时域有限差分的方法，设计一种适合于适用于c波段的高非线性光子晶体光纤，计算其传输损耗、色散特性、基模有效面积等关键参数。

2.2设计的目标

3. 研究计划与安排

1-4周：查阅相关文献，明确研究内容，了解光子晶体光纤的基本知识，完成论文开题

5-8周：设计一种光子晶体光纤，计算其传输损耗、色散特性、基模有效面积等关键参数

9-12周：完成光子晶体光纤的软件仿真，并进行调试，验证是否满足要求，完成论文初稿

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张少华, 姚建铨, 陆颖,等. 超平坦色散和低损耗的高非线性光子晶体光纤[j]. 激光与光电子学进展, 2011, 48(12):47-51.

[2]吴铭, 刘海荣, 黄德修. 高非线性光子晶体光纤色散特性的研究[j]. 光学学报, 2008, 28(3):539-542.

[3]hasan m i, habib m s, habib m s, et al. highly nonlinear and highly birefringent dispersion compensating photonic crystal fiber[j]. optical fiber technology, 2014, 20(1):32-38.