高双折射聚合物光子晶体保偏光纤设计及制备与表征的初步结果

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第一章绪论

1.1传统保偏光纤简介

1.2光子晶体光纤概述

1.2.1光子晶体的概念

1.2.2光子晶体光纤的分类

1.2.3光子晶体光纤的特性

1.2.4光子晶体光纤制备材料和工艺

1.2.5微结构聚合物光纤

1.3高双折射光子晶体保偏光纤研究现状

1.3.1高双折射光子晶体保偏光纤研究进展

1.3.2光子晶体保偏光纤的优势

1.3.3光子晶体保偏光纤研究中存在的问题

1.4该课题研究目的及内容

1.4.1目的及意义

1.4.2研究内容

1.4.3创新点说明

第二章高双折射光子晶体光纤理论模型

2.1光子晶体光纤理论模型概述

2.2全矢量平面波法

2.2.1Maxwell方程组

2.2.2全矢量平面波法理论

2.2.3周期结构布洛赫定理

2.2.4算法实现及算法收敛性、精确度和稳定性

2.3全矢量平面波在光子晶体光纤中的演化

2.3.1电场强度矢量的本征值方程

2.3.2磁场强度矢量的本征值方程

2.4本章小结

第三章聚合物光子晶体光纤制备工艺研究

3.1引言

3.1.1聚合物光子晶体光纤预制棒制备技术

3.1.2预制棒拉丝技术

3.2聚合物光子晶体光纤预制棒制备工艺

3.2.1聚合反应机理

3.2.2光纤材料聚合工艺

3.2.3聚合物光子晶体光纤预制棒制备工艺

3.2.4结论

3.3聚合物光子晶体光纤拉伸工艺

3.3.1预制棒一步拉伸技术

3.3.2预制棒两步拉伸技术

3.3.3预制棒套管法拉伸技术

3.3.4总结

3.4聚合物光子晶体光纤端面切割工艺

3.4.1影响聚合物光子晶体光纤切割效果的因素

3.4.2低温拉丝条件所得聚合物PCF的切割

3.4.3高温拉丝条件所得聚合物PCF的切割

3.4.4聚合物光子晶体光纤最佳切割条件

3.4.5结论

3.5本章小结

第四章高双折射聚合物光子晶体光纤优化设计

4.1双折射产生的基本原理

4.2椭圆芯六角对称聚合物光子晶体光纤

4.2.1光纤结构描述

4.2.2模对称性分析及模场分布

4.2.3偏振特性

4.2.4结论

4.3椭圆芯非六角对称聚合物光子晶体光纤

4.3.1光纤结构描述

4.3.2包层双折射

4.3.3基模和模截止条件

4.3.4相位和群模双折射

4.3.5结论

4.4矩形点阵聚合物光子晶体光纤

4.4.1光纤结构描述

4.4.2包层双折射

4.4.3模场分布和模截止条件

4.4.4偏振特性

4.4.5结论

4.5单偏振单模聚合物光子晶体光纤

4.5.1光纤结构描述

4.5.2单模单偏振特性

4.5.3约束损耗

4.5.4结论

4.6本章小结

第五章高双折射聚合物光子晶体光纤制备与表征

5.1高双折射聚合物光子晶体光纤制备

5.1.1椭圆芯六角对称聚合物PCF预制棒制备

5.1.2椭圆芯六角对称结构聚合物PCF拉丝

5.1.3结论

5.2光纤基本参数测量

5.2.1光纤机械性能测试

5.2.2光纤几何参数测试

5.2.3光纤光学参数表征

5.2.4结论

5.3传输特性测量

5.3.1光纤材料光学透过率

5.3.2光纤损耗及损耗谱测量

5.3.3模场测试与分析

5.3.4结论

5.4椭圆芯聚合物光子晶体光纤偏振特性表征

5.4.1保偏光纤测试方法研究

5.4.2测试方法的验证

5.4.3椭圆芯聚合物光子晶体光纤偏振特性分析

5.4.4结论

5.5本章小结

第六章研究工作总结与展望

6.1研究工作总结

6.2下一步拟开展的研究工作

参考文献

致谢

攻读博士学位期间的研究成果