微納光纖表面粗糙度引起的散射損耗理論研究.pdf

1、表面粗糙度是引起光波導(dǎo)損耗的重要因素之一，特別是當(dāng)波導(dǎo)線寬或直徑接近或小于光波長(zhǎng)時(shí)，表面粗糙度對(duì)其損耗的影響尤為重要。微納光纖是由熔融玻璃拉制而成，在玻璃轉(zhuǎn)化溫度時(shí)，由于分子熱運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的毛細(xì)波將固化在微納光纖表面，使得微納光纖表面產(chǎn)生不可避免的粗糙度。本文主要研究了三種計(jì)算微納光纖由于其表面粗糙度引起散射損耗的方法，分別為：引入電流源方法，耦合模式方法和解麥克斯韋方程方法。 引入電流源方法是通過(guò)將微納光纖表面粗糙部分近似成光滑光

2、纖表面的電流源，本文主要研究了該電流源和散射電場(chǎng)之間的關(guān)系。對(duì)于耦合模式方法，主要研究光纖內(nèi)傳導(dǎo)的傳導(dǎo)模式與散射模式的耦合關(guān)系。解麥克斯韋方程方法與電流源理論類似，也是將粗糙光纖的表面粗糙度轉(zhuǎn)化成光滑光纖表面的電流源的形式，解帶電流的麥克斯韋方程組即可求得散射電場(chǎng)從而得到散射損耗。 詳細(xì)的理論介紹之后分別給出了損耗系數(shù)關(guān)于表面粗糙度周期、幅度，微納光纖直徑以及工作波長(zhǎng)之間的關(guān)系。通過(guò)這些直觀的曲線圖，我們得到以下結(jié)論：微納光纖的