基于“耦合-耦合-吸收”机理的超宽带单模单偏振微结构光纤

作者：赵畅; 李积鹏; 杨宏达; 杨慢; 杨骐豪; 侯蓝田; 王伟^*

来源：光学学报, 2023, 43(02): 23-32.

• 光纤光学
• 微结构光纤
• 单模单偏振
• 模式耦合
• 表面等离子体共振
• 偏振消光比

通过在高双折射微结构光纤包层构建缺陷并在其外侧空气孔镀金的方法，实现一种基于“耦合-耦合-吸收”滤波机理的新型单模单偏振微结构光纤（SMSP-MSF）。纤芯中需要滤除的偏振态模式能量通过“纤芯与缺陷芯耦合”和“缺陷芯与金缺陷耦合”两次耦合作用传递至镀金孔中，再利用金缺陷的等离子体共振效应对能量进行吸收，以实现宽带的单模单偏振传输。基于上述机理，利用全矢量有限元法，得到了两种宽带SMSP-MSF。所设计的正六边形晶格SMSPMSF的纤芯x偏振模式与缺陷芯模式、金层二阶表面等离子极化激元模式在多个波长分别谐振，实现380 nm的单模单偏振传输带宽。所设计的正方形晶格SMSP-MSF利用纤芯及缺陷芯相互垂直的排布方式，保证了纤芯与缺陷芯x偏振模式耦合，而y偏振模式不耦合，在1.55μm处实现了偏振消光比高达113 dB的高质量单模单偏振传输。

• 单位
  石家庄职业技术学院; 燕山大学