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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

随着光子晶体光纤理论分析方法基本成熟，制造工艺日益完善，各种各样的光子晶体光纤不断出现，对光子晶体光纤的研究热点正逐步向应用领域转移。光子晶体光纤以其独特的传导机制和普通光纤无法比拟的性质成为下一代光通信器件的重要组成部分。如果在光子晶体光纤中的空气孔中适当填充折射率随电压、温度等因素变化的材料如聚合物、液晶、液体等，就可以做成可调器件，进一步发挥光子晶体光纤的功能。因此，研究基于填充的光子晶体光纤的传输特性具有实用意义。

国内外研究现状

光子晶体光纤中的空气孔中如果填充折射率随电压、温度等因素变化的材料如聚合物、液晶、液体等，就可以做成可调器件。在国内，北京工业大学的伍铁生主要就液体填充对全内反射型光子晶体光纤和高双折射光子晶体光纤特性的影响，以及对液体填充的高双折射光子晶体光纤，实现应力和温度传感的理论和实验进行了研究；李学金等研究了在空气孔中填充液体乙醇,提出了一种基于在折射率引导型光子晶体光纤(PCF)中填充高折射率温度系数液体的新型折射率型光纤温度传感器；燕山大学薛建荣利用有限元法设计了两种适用于光偏振分束的涂金属膜或填充金属丝的光子晶体光纤。在国外，P.Sazio等人用是高压微流化学气相沉积率先实现了在光子晶体光纤中填充固相的半导体材料和金属材料。阿尔及利亚君士坦丁大学微系统与仪表检验电子系的Hamza Otmani等，通过磁性光子晶体光纤仿真的非互易TE–TM模式转换现象研究（MPCF），用不可逆的TE–TM模式转换得到在空气孔填充铽镓石榴石磁流体的光子晶体光纤。通过在一个周期的三角晶格空气孔里填充铽镓石榴石（TGG）纤维磁流体。由于其优良的透明性能，其耐激光损伤，TGG可作为法拉第转子材料。另外，TGG还具有高Verdet常数的法拉第旋转（FR）的影响。他们模拟和计算了一些FR和双折射表明，它作为一个模式变换器比传统的纤维具有更强的转换效率。

2. 研究的基本内容

1.查阅国内外相关文献，总结与光子晶体光纤课题研究相关的国内外研究工作进展，重点总结基于填充的光子晶体光纤的相关报道。

2.掌握光子晶体光纤的数值计算方法，利用全矢量有限单元分析工具、matlab软件计算光子晶体光纤的传导模式和传播常数。

3.掌握计算光子晶体光纤色散、模场、非线性等特性的计算方法，计算空气孔填充对光子晶体光纤传输特性的影响，并讨论其在传感、可调谐器件方面的应用。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实行方案：

查阅相关文献资料并整理，总结基于填充的光子晶体光纤的相关报道，；利用全矢量有限单元分析工具、matlab软件，计算空气孔填充对光子晶体光纤传输特性的影响，并讨论其在传感、可调谐器件方面的应用。

进度：

4. 参考文献

[1] j.c. knight, t.a. birks, p.st.j. russell, et. all, all silica single-mode optical fiber withphotonic crystal cladding, optics letters, 1996, 21(19):1547-1549

[2] wen liu, ye cao, and zhengrong tong, design of single-polarization single-mode splitter based on liquid filling dual-core photonic crystal fiber, 2014 international conference on manipulation, manufacturing and measurement on the nanoscale (3m-nano) 27-31 october 2014, taipei

[3yong zhao, yuyan zhang, qi wang ,riqing lv, optical sensing characteristics of the photonic crystal fiber filled with magnetic fluid, optik 125 (2014) 1829– 1832