1、隨著制備工藝的發(fā)展和器件設計理論的成熟,光電子器件的波導尺度已達到了亞波長量級。在微納光子學的眾多研究領域中,微米和納米尺度的光纖(以下簡稱微納光纖)技術的研究尤其引人關注。由于微納光纖具有小尺寸、低光學損耗、強光場約束、倏逝波傳輸、高耦合效率大波導色散等特性,故被廣泛地應用于微納光子器件。微納光纖在光通信、非線性光學和傳感等諸多領域都具有潛在的應用價值。
　　 微納光纖的一個突出特點就是具有強倏逝場。基于這一特性,我們可以將多

2、根微納纖芯組束,有望實現(xiàn)多芯光纖的有效相干耦合和大模場單模輸出,而具有較大模面積的平頂模微納光纖可以作為組束的理想選擇。此外,平頂模微納光纖本身也是一種新型的微納光波導結構,其波導特性值得研究。
　　 本文首先介紹了微納光纖、平頂模光纖和大模場光纖的研究現(xiàn)狀。隨后對光纖的基本理論和方法進行了分析研究,討論了微納光纖的基本特性。最后著重分析了平頂模式微納光纖的模場及色散特性。本文所做的工作如下:
　　 (1)基于階躍光纖模

3、式理論,數(shù)值模擬了平頂模式微納光纖的模場特性。結果表明,通過合理設計光纖參數(shù),可以獲得基模中心平頂模場分布,平頂模分布區(qū)間范圍和光纖凹陷半徑d直接相關,即模場中心平頂范圍為-d～d;平頂模式微納光纖各結構參數(shù)對模場特性和中心凹陷半徑的影響都幾乎一致;平頂模式微納光纖在纖芯和包層折射率差較小且纖芯半徑足夠小的情況下,光纖有效面積陡增,可實現(xiàn)大模面積光纖;普通微納光纖當芯徑只有800 nm時,其有效面積可超過1000μm2。而且,多根平頂模

4、式微納光纖組束可以實現(xiàn)較好的多纖芯耦合。
　　 (2)利用二分法求解超越方程,計算并討論了平頂模式微納光纖和普通微納光纖的色散特性。結果表明,平頂模式微納光纖與常規(guī)微納光纖及大芯徑平頂模式光纖的波導色散特性均不同。在0.3μm到1.6μm波段內,當光纖折射率分布發(fā)生變化時,其波導色散曲線唯一的極小值有規(guī)律地增大或減小,并出現(xiàn)藍移或紅移現(xiàn)象:而當芯徑尺寸減小時,波導色散極小值明顯減小,但極小值點位置都出現(xiàn)在0.6μm處。但無論是光