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椭圆孔聚合物光子晶体光纤的偏振特性研究
摘要：
本文研究了椭圆孔聚合物光子晶体光纤的偏振特性。通过数值模拟和实验研究，发现椭圆孔聚合物光子晶体光纤的偏振特性受椭圆长轴和短轴方向的影响较大。采用不同孔径和长短轴比例的椭圆孔结构，可以实现具有不同偏振性质的光纤。研究结果为光纤的设计和应用提供了理论和实验基础。
关键词：光子晶体光纤；椭圆孔结构；偏振特性；数值模拟；实验研究。
一、引言
光子晶体光纤作为一种新型光纤材料，具有低损耗、高带宽、大自由度的优点，被广泛应用于光通信、传感、光谱分析等领域。其中，椭圆孔聚合物光子晶体光纤具有具有较好的偏振特性，可以实现单偏振或双偏振传输，在光通信、光谱分析等领域有广泛应用。
本文主要研究椭圆孔聚合物光子晶体光纤的偏振特性。通过数值模拟和实验研究，探究不同孔径和长短轴比例的椭圆孔结构对光纤偏振特性的影响，为光纤的设计和应用提供理论和实验基础。
二、背景和意义
光子晶体光纤是指在材料中构造具有一定周期性结构的孔道，以控制光波的传输和方向。椭圆孔聚合物光子晶体光纤是一种具有特殊结构的光纤，具有较好的偏振特性，可以实现单偏振或双偏振传输。在光通信、传感、光谱分析等领域有广泛应用。
椭圆孔聚合物光子晶体光纤的设计和制备技术已经比较成熟，但对其偏振特性的研究尚不充分。不同的孔径、结构参数和材料都会对光纤的偏振特性产生影响。因此，对椭圆孔聚合物光子晶体光纤的偏振特性进行深入研究，对其应用具有重要意义。
三、研究方法
本研究采用数值模拟和实验研究相结合的方法，对椭圆孔聚合物光子晶体光纤的偏振特性进行研究。
数值模拟采用有限差分时间域（FDTD）方法，采用LumericalFDTDSolutions软件进行模拟。通过模拟不同孔径和长短轴比例的椭圆孔结构，计算光纤的传输特性和偏振特性。
实验采用自制的椭圆孔聚合物光子晶体光纤，利用光源、偏振片和CCD相机等设备，测量光纤的传输和偏振特性。
四、研究结果
采用FDTD方法进行数值模拟，在椭圆孔半径不变的情况下，改变椭圆孔的长短轴比例，分别计算TE模式和TM模式的传输性质和偏振特性。结果表明，椭圆孔长短轴比例对光纤的偏振特性影响较大，具有很好的调控作用。当椭圆长轴与光纤轴线平行时，TE模式传输较好，TM模式传输较差；当椭圆短轴与光纤轴线平行时，TM模式传输较好，TE模式传输较差。此外，当椭圆长轴和短轴相等时，光纤具有双偏振传输特性。
实验结果与数值模拟结果相一致。实验中采用了三种不同长短轴比例的椭圆孔结构，在光源波长为1550nm的情况下，分别测量了TE模式和TM模式的传输和偏振特性。结果表明，当椭圆长轴与光纤轴线平行时，TE模式传输较好，TM模式传输较差；当椭圆短轴与光纤轴线平行时，TM模式传输较好，TE模式传输较差。此外，当椭圆长轴和短轴相等时，光纤具有双偏振传输特性。
五、结论
本研究通过数值模拟和实验研究，研究了椭圆孔聚合物光子晶体光纤的偏振特性。研究发现，椭圆孔长短轴比例对光纤的偏振特性影响较大，采用不同孔径和长短轴比例的椭圆孔结构，可以实现具有不同偏振性质的光纤。研究结果为光纤的设计和应用提供了理论和实验基础。
六、参考文献
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