بررسی تاثیر تغییرات ساختاری و هندسی بر مشخصه پاشندگی رنگی در فیبرهای بلور فوتونی با بستر شیشه نرم و غیرسیلیکایی

در این مقاله اثرات تغییرات هندسی در ساختار فیبر بلور فوتونی (PCF) مبتنی بر شیشه PBG-08 روی مشخصه پاشندگی رنگی مطالعه میشوند. این تغییرات، بصورت تغییر در شعاع حفره های هوای ناحیه غلاف (d)، تغییر در اندازه ثابت شبکه (Ʌ)، کاهش یکنواخت شعاع حفره ها و ثابت شبکه به روش تیپرینگ و تغییر تعداد ردیف های حفره های هوا در اطراف هسته میباشند. بر این اساس، اثرات تغییر هریک از پارامترهای فوق در مورد مقدار و شیب پاشندگی تعیین میشوند. با اعمال این تغییرات هندسی در ساختار PCF مبتنی بر شیشه غیرسیلیکایی به پاشندگی بهینه دست یافته ایم. نتایج عددی به ما نشان می دهند که مقدار پاشندگی با نسبت پر شدگی با هوای PCF رابطه مستقیم دارد. بعبارتی با یک ثابت شبکه معین و کاهش شعاع حفره های هوا در مجاورت هر طول موج دلخواه مقادیر پاشندگی و شیب پاشندگی کاهش می یابند. همچنین بطور برعکس، میتوان با ثابت در نظر گرفتن شعاع حفره های هوا و افزایش ثابت شبکه این مقادیر را کاهش داد. هر دو مورد باعث بلندترشدن طول موج پاشندگی صفر می شوند. با کاهش یکنواخت و یکسان شعاع حفره ها و ثابت شبکه به روش تیپرینگ در ساختار مورد نظر، در بازه طول موجی 0/6µm تا حدود1/75µm پاشندگی افزایش و در بازه 2/6µm تا 3µm بطور همزمان کاهش مییابد و به تبع آن نقاط پاشندگی صفر نیز جابجا می شوند. تغییر تعداد لایه های حفره های هوای فیبر منجر به کاهش پاشندگی و شیب پاشندگی گردیده و طول موج پاشندگی صفر، به سمت طول موج های بلندتر شیفت پیدا میکند. روش عددی برای حل معادلات ماکسول، روش تفاضل متناهی در حوزه زمان (FDTD) و شرایط مرزی استفاده شده، شرایط لایه بندی تطبیق یافته کامل (PML) در نظر گرفته شده است.

کلیدواژه ها:

فیبر بلور فوتونی ، ثابت شبکه ، حفره هوا ، پاشندگی ، طول موج