一种基于光子带隙中模式截止特性的单模传输方法技术

本发明专利技术公开了一种基于光子带隙中模式截止特性的单模传输方法，属于光纤传输传感技术领域。所述的传输方法，根据光纤中各模式的有效折射率与波长的关系曲线，确定单模的截止波段；通过结构参数优化，增大单模传输波段的带宽，实现不同工作波长下的单模传输。通过本发明专利技术提供的方法确定的单模传输工作波段与带宽的选择较为灵活，可以通过结构优化改进单模传输适用性，适用于短距离、对模式要求较高的应用场合。

【技术实现步骤摘要】
一种基于光子带隙中模式截止特性的单模传输方法
本专利技术涉及一种在空芯光子带隙光纤中实现单模传输的方法，属于光纤传输传感

技术介绍
空芯光子带隙光纤是一种基于光子带隙效应的新型光纤，通过在二氧化硅和空气孔周期性排列构成对光波产生限制的二维光子晶体材料，然后在周期性材料中引入缺陷，使光波在缺陷中传播，这是一种基于低折射率材料(空气)在高折射率背景材料(二氧化硅)中的二维周期性排列而形成的微结构光纤。这种原理与结构上的独特性使得光子带隙光纤具有众多不同于传统光纤的特性，如对温度、电磁场、空间辐射等环境因素的敏感度低，对弯曲不敏感等。因此，空芯光子带隙光纤在光纤陀螺等领域中具有较大的潜在优势，被认为是下一代光纤陀螺的首选光纤。光纤的模式代表着可以在光纤中稳定存在的光场分布。光场在光纤中的传播符合亥姆霍兹方程，结合其电磁场边界条件，可以解出方程分立的特解，每一种特解就是被允许在光纤中传播的一种模式。与普通阶跃式光纤不同，由于光纤结构的复杂性，空芯光子带隙光纤不存在一个简单的单模条件实现单模传输，光纤的模式特性受到许多结构参数的影响，因此通常存在多种高阶模式。实现单模传输一般需要非常本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于光子带隙中模式截止特性的单模传输方法，其特征在于：所述的单模传输方法具体通过如下步骤实现：第一步，根据光纤中各模式的有效折射率与波长的关系曲线，将纤芯模式分为至少两组，其中一组为基模，其余为高阶模；第二步，对基模进行仿真，确定高阶模全部被带隙截止的波段，即单模的截止波段；第三步，结构参数优化，增大单模传输波段的带宽，实现不同工作波长下的单模传输；将基模的模式特性曲线简化为一条水平直线，则单模传输波段的带宽λS表示为：λS＝Δneff/|k|其中，k为带隙左侧边缘的斜率，Δneff为二阶模在截止波长处与基模之间的有效模式折射率差。

【技术特征摘要】
1.一种基于光子带隙中模式截止特性的单模传输方法，其特征在于：所述的单模传输方法具体通过如下步骤实现：第一步，根据光纤中各模式的有效折射率与波长的关系曲线，将纤芯模式分为至少两组，其中一组为基模，其余为高阶模；第二步，对基模进行仿真，确定高阶模全部被带隙截止的波段，即单模的截止波段；第三步，结构参数优化，增大单模传输波段的带宽，实现不同工作波长下的单模传输；将基模的模式特性曲线简...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小斌，李金恒，高福宇，张智昊，宋凝芳，张春熹，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11