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反共振空芯光纤(Anti-resonant hollow-core fibers,AR-HCFs)是近年出现的一类微结构空芯光纤,具有中空结构、低色散、低非线性系数、传输谱设计灵活等特点,在光与气体相互作用、高能激光传输、脉冲压缩、光纤传感和下一代光通信等方面具有广泛的应用前景。常见的反共振空芯光纤主要包括冰淇淋型和无节点型。随着反共振空芯光纤研究的深入,与实芯光纤的低损耗耦合成为了其应用中急需解决的关键问题。目前的低损耗耦合方案并不适用于具有特殊微结构的反共振空芯光纤。针对这一现状,论文提出了通过拉锥实芯光纤改变其输出端等效模场直径,然后插入反共振空芯光纤纤芯的耦合方案。首先分析了拉锥光纤等效模场直径的变化以及影响反共振空芯光纤与实芯光纤耦合的因素,在此基础上对拉锥实芯光纤腰区插入反共振空芯光纤纤芯中空结构的耦合技术进行了仿真与实验研究,主要内容如下:1、介绍了以反共振空芯光纤为代表的空芯光子晶体光纤发展历史,并对当前发展状况进行了阐述;分析了包括反共振空芯光纤在内的空芯光子晶体光纤主要应用方向;梳理了空芯光子晶体光纤与实芯光纤的耦合技术及改进方案。2、分析了反共振空芯光纤几种导光机制的理论模型;介绍了拉锥光纤和光束传输法的主要理论;利用光束传输法对建立的拉锥光纤仿真模型等效模场直径展开仿真分析;分析了影响空芯光子晶体光纤与实芯光纤耦合的本征与非本征因素,指出两种光纤的等效模场直径匹配是实现低损耗耦合的关键。在此基础上,开展多种反共振空芯光纤与拉锥实芯光纤单端、双端输出端不拉锥与双端拉锥耦合方案开展仿真研究。仿真结果表明,对于纤芯直径为45μm的冰淇淋型反共振空芯光纤,单端耦合效率在等效模场直径匹配时可超过94%,双端耦合效率最高92%。3、开展了单端反共振空芯光纤与拉锥光纤低损耗耦合实验研究:搭建了高精度单端低损耗耦合系统;实验结果表明,对于纤芯直径为45μm的冰淇淋型反共振空芯光纤,单端耦合效率在等效模场直径较好匹配时可超过90%;同时还对影响耦合的其他因素进行了定量分析。4、开展了双端反共振空芯光纤与拉锥光纤低损耗耦合实验研究:进行了输出端不拉锥低损耗耦合的实验探索;搭建了高精度双端低损耗耦合系统;实验结果表明,对于纤芯直径为45μm的冰淇淋型反共振空芯光纤,耦合效率最高可达85%;同时对影响双端耦合的具体因素进行了定量分析。