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硫系玻璃与石英玻璃相比具有低软化温度、良好成纤性和高非线性折射率,且可以在近红外及中红外波段透光等特性。近年来,硫系玻璃高双折射光子晶体光纤备受关注,它能突破传统石英基质光子器件工作波长低于2μm拜的限制,在中红外光纤传感、光纤脉冲激光器以及全光网络的实现等领域有着重要的应用。本文旨在设计新型的适用于中红外波段(3～5μm)硫系高双折射光子晶体光纤(HB-PCF,High Birefringence-Photonic Crystal Fiber)和单模单偏振光子晶体光纤(SPSM-PCF,Single Polarization Single Mode-Photonic Crystal Fiber),研究 HB-PCF 的双折射、有效折射率、拍长、色散、限制损耗和非线性系数等特性和SPSM-PCF的单模单偏振性质。设计了三种新型的中红外硫系高双折射光子晶体光纤,椭圆V形高双折射光子晶体光纤、菱形孔高双折射光子晶体光纤和圆形包层菱形微孔芯高双折射光子晶体光纤。使用时域有限差分法对所设计的光子晶体光纤进行数值计算并优化其结构参数。结果表明椭圆V形光纤结构在最优参数为∧=1.7μm,b=0.85μm,ai=0.5μm,a2=0.28μm时,在波长5μm处双折射可达0.1177;菱形孔光纤结构在最优结构参数为∧=2.0μm,D=1.70μm,H=1.76μm,d=0.4μm时,在波长5μm处双折射可达0.1513,x偏振和y偏振方向上的非线性系数分别为3726w-ikm-1、2585w-ikm-1;菱形微孔芯光纤结构在最优参数为 d=2.2μm、∧=2.2μm、di=0.1μm、d2=0.16μm、∧’=0.40μm,在 3～5μm 双折射变化范围是0.1677～0.1637。所提出的高双折射光子晶体光纤均属于高双折射水平,为研究新型背景材料的高双折射光子晶体光纤提供了参考。由于高双折射光子晶体光纤偏振能力受偏振串扰和偏振摸色散的影响,因此优化设计了两种SPSM-PCF,菱形孔SPSM-PCF和圆形孔矩形晶格SPSM-PCF。使用时域有限差分法分析了 SPSM-PCF的有效折射率、单模特性和限制损耗。结果表明菱形孔 SPSM-PCF 在最优结构参数为∧=2.6μm、Di=2.2μm、di=0.4μm、D=2.4μm、d=1.2μm时光纤仅允许传输x偏振态的光,单模单偏振范围可达2.9662μm(4.0338μm～7.00μm)。圆形孔矩形晶格SPSM-PCF在最优结构参数为∧=2.0μm、d=1.4μm、D=1.64μm、a=1.7μm、b=1.2μm,单模单偏振范围可达 2.3814μm(3.161μm～5.5424μm),为制造结构简单性能优良的SPSM-PCF提供理论依据。