【资讯】基于双铝线双芯光子晶体光纤的中红外宽带光纤偏振分束器

偏振分束器（PBS）在满足日益增长的通信容量需求方面发挥着重要作用。本文数值模拟了一种采用双铝线结构双芯光子晶体光纤（DC-PCF）的新型中红外宽带光纤内PBS。高折射率基底材料As?S?玻璃可将工作波长延伸至中红外波段，铝线提供的等离子体效应则增强了该PCF的双折射特性，从而提升器件紧凑性。数值结果表明：当包层气孔直径1.6μm、中心气孔直径1.2μm、内部小气孔直径0.7μm、铝填充孔直径2.0μm、晶格常数2.1μm时，在3.3μm波长处可实现耦合长度比为2的性能。该铝线结构具有显著调谐效果，器件长度仅160μm。同时该PBS在2.92-3.94μm范围内具有-72.1dB的最大消光比和1020nm的工作带宽（消光比＞20dB）。基于现有制造工艺，该器件具备较高可行性。这种PBS在气体传感、医疗手术、环境监测、光学成像及新一代光通信网络等领域具有广阔应用前景。

综上所述，本研究提出并采用有限元法数值分析了一种基于双铝线填充双芯光子晶体光纤的紧凑型宽带中红外光纤偏振分束器。通过背景材料As?S?玻璃与铝线的调制效应，成功将工作波长扩展至中红外波段。仿真结果表明：当结构参数设定为d?=1.6微米、d?=1.2微米、d?=0.7微米、d_{Al}=2.0微米且Λ=2.1微米时，可在3.3微米波长处实现2的消光比。以纤芯A作为分束通道时，该偏振分束器展现出优异性能——160微米器件长度下最大消光比达-72.1分贝，工作带宽达1020纳米。研究还详细探讨了包括光子晶体光纤制备与铝线填充技术在内的制造方案，证实该器件具备高度可行性。基于本研究成果，预期这种全光纤偏振器将为全光网络构建及中红外波段应用（如气体传感、医疗手术、环境监测与光学成像等领域）作出重要贡献。

参考文献： 中国光学期刊网

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