实用化色散补偿光子晶体光纤设计

应用全矢量有限元法理论分析了普通同轴双芯掺杂结构产生大负色散特性的结构特点和原理，将这种双芯结构引入到光子晶体光纤(PCF)中，并提出一种新型的可实用化的色散补偿光子晶体光纤(DCPCF)结构。该结构由掺氟棒构成较低折射率的环形外芯，而内芯采用纯石英材料以降低由于掺杂过程引入的附加损耗，空气孔采用同一尺寸以简化制作工艺，选用7.5 μm左右的大孔距来获得与普通单模光纤耦合时的模场匹配。通过改变包层中空气孔的孔距、孔径，掺氟区域的大小和掺氟量，可以对光纤的色散特性进行调节。得出在Λ=7.5 μm, d/Λ=0.44, dF/Λ=0.45, nF=1.436788时，在1550 nm附近的色散值在-1240 ps/(nm·km)左右，内芯的模场面积为74.7 μm2。