南京邮电大学 光电工程学院， 江苏 南京 210046
文章以CO2激光器为光源，使用透镜耦合，将激光耦合到光纤并对这种耦合进行了研究。运用ZEMAX软件对CO2激光光源与光纤模型进行建模分析，并设计了一种新型的可用于传输10.6 μm CO2激光的低损耗带隙型红外光子晶体光纤，运用结构参数r1=11.39 mm、r2=-25.43 mm、透镜厚度为3 mm、有效焦距BFL=11.16 mm的硒化锌透镜进行耦合，得到束腰与透镜的距离为1 102.50 mm，像方束腰到透镜的距离为17.30 mm，耦合值为94%。
CO2激光 硒化锌透镜 带隙型光子晶体光纤 低损耗 高效耦合 CO2 laser ZnSe lens PBG-PCF low loss efficient coupling
1 连云港师范高等专科学校 物理与电子工程系, 江苏 连云港 222006
2 南开大学 信息科学学院, 天津 300071
为数值研究中央空气纤芯半径对六重对称带隙导光型光子晶体光纤基模特性的调节, 采用全矢量平面波与多极方法分别计算出该类光纤的带隙结构及不同中央空气纤芯半径时可能存在基模的有效折射率, 由有效折射率分析了基模色散、非线性和限制损耗特性。数值结果表明, 中央纤芯半径越大, 色散越大, 长波长段色散随入射波长在零色散附近振荡变化, 在某一特定波长时非线性系数随中央纤芯半径的增大而增大；基模限制损耗总体随入射波长的增大而减小, 在某些纤芯半径处出现振荡特性。
六重对称带隙导光型光子晶体光纤 多极方法 中央纤芯半径 基模特性 C6v PBG-PCF multipole method central air fiber core radius fundamental mode characteristics
1 南京邮电大学 光电工程学院，江苏 南京210003
2 江苏省光通信工程技术研究中心 南京邮电大学光通信研究所，江苏 南京210003
针对一般红外光纤存在材料损耗高、制备工艺复杂、传输性能和输出光束质量差等问题，提出了一种适合CO2(二氧化碳)激光传输的新型大纤芯红外PBG-PCF (光子带隙型光子晶体光纤)，该光纤由三角形结构光子晶体在中心抽掉19根毛细管空气孔形成大纤芯。利用PWM (平面波展开法)分析得到了传输波长为10.6 μm的CO2激光的光纤带隙图；再利用基于全矢量有限元法的仿真软件COMSOL Multiphysics分析其损耗特性。结果表明，这种结构的PBG-PCF与现有的红外光纤相比，传输10.6 μm CO2激光时的损耗更小，约为0.08 dB/km，可满足医用传输大功率CO2激光的需要。
CO2激光传输 大纤芯 光子带隙型光子晶体光纤 平面波展开法 全矢量有限元法 CO2 laser transmission large core PBG-PCF PWM FEM
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
