为了提高光子带隙型光子晶体光纤的温度灵敏度，提出了在纤芯环上并入高折射率液体圆柱的新结构，并利用全矢量有限元法对提出的结构进行了仿真，得到了温度对光纤有效折射率、纤芯能量和有效模面积等传输特性的影响。结果表明，随着温度的升高，光纤的有效折射率和有效模面积会减小，纤芯能量会增加，且零群速率色散点向短波长方向移动，尤其在短波长条件下光纤传输特性随温度变化趋势更加明显。该研究提高了光子带隙型光子晶体光纤传输特性的温度灵敏度，使其更加适合于温度传感方面的应用。
光纤光学 光子带隙型光子晶体光纤 全矢量有限元法 温度传感 高折射率液体圆柱 fiber optics photonic bandgap photonic crystal fibers full-vector finite element method temperature sensing high refractive index liquid cylinder
为了研究正方形栅格全固态光子晶体光纤色散特性，基于全矢量有限元法，对其色散特性进行了数值模拟。通过改变正方形栅格全固态光子晶体光纤的结构参量，分析比较了它们的色散特点，并通过改进结构得出一种零散波长在1.55μm的四方栅格全固态光子带隙光纤。结果表明，四方栅格全固态光子带隙光纤色散具有3个零色散点，其零色散波长随高折射率棒直径d的增大而向长波方向移动，其色散平坦程度随棒间距Λ的减少而变得更加平坦。这为全固态光子晶体光纤的设计和制作提供了理论依据。
光纤光学 全固态光子晶体光纤 正方形栅格 全矢量有限元法 色散特性 fiber optics all solid photonic bandgap fibers square-lattice full-vector finite element method dispersion characteristics
为了研究光子带隙光纤中纤芯环掺杂浓度的百分比对光纤传输特性的影响，利用全矢量有限元法在纤芯环掺杂浓度的百分比为1%~5%的条件下对7孔光子带隙光纤纤芯环掺杂和19孔光子带隙光纤纤芯环掺杂两种结构进行了仿真，比较了两种结构的纤芯模能量分布曲线，并且给出了19孔光子带隙光纤在不同的纤芯环掺杂浓度的百分比下，光纤带宽、色散、有效模面积和有效折射率的分布曲线图。结果表明，19孔光子带隙光纤比7孔光子带隙光纤具有更强的限光能力，且纤芯环掺杂浓度的百分比对光子带隙光纤的传输性能有显著的影响。
光纤光学 纤芯环掺杂 全矢量有限元法 光子带隙光纤 表面模 fiber optics core surround doping full-vector finite element method photonic band gap photonic crystal fiber (PBG-PCF) surface mode
表面模与纤芯基模耦合是使双空芯光子晶体光纤产生无耦合点的根本原因。为进一步探究双空芯光子晶体光纤中表面模的产生及控制机理，采用平面波展开和全矢量有限元法，分析了纤芯周围石英环相对厚度和纤芯的截切半径对表面模和无耦合点的影响。结果表明，纤芯截切半径固定时，随着石英环相对厚度的增大，无耦合点向长波长方向移动；石英环相对厚度固定为1时，纤芯最佳截切半径为0.9Λ～1.0Λ，可以较好地抑制表面模。这为新型双空芯光子晶体光纤的结构设计和现实应用提供了理论依据。
光纤光学 表面模 全矢量有限元法 石英环相对厚度 纤芯截切半径 fiber optics surface modes full vector finite element method thickness of the silica ring core radius
为进一步开发新型光耦合器件，利用全矢量有限元法和平面波展开法分析了一种包层空气孔直径渐变的双芯光子晶体光纤，得到了其耦合长度、耦合系数以及色散系数随波长和结构参数的变化曲线。数值分析结果表明，与普通包层等空气孔结构光纤不同，此种结构的光子晶体光纤在一个极宽的波长范围内(0.4 μm～2.4 μm)耦合长度极短，耦合特性极强。当波长位于0.9 μm～2.0 μm之间时，具有近零超平坦色散特性。这种新型结构的双芯光子晶体光纤在光通信系统和光耦合器件的设计方面具有重要的应用价值。
光子晶体光纤 耦合长度 全矢量有限元法 色散 photonic crystal fiber coupling length full vector finite element method dispersion
