Photonic crystal fibers (PCFs) are a special class of pure-silica optical fibers. They consist of a silica core, surrounded by a periodic array of air-holes running along the entire length of the fiber. These air-holes permit guidance of light through total internal reflection in the case of index-guiding microstructured fibers (IGMF). And a periodic air-silica cladding exhibits a band gap for photons in the radial direction in photonic band gap fibers (PBGF). Diameter, spacing of the air-holes and geometric air-holes distribution determine the optical properties of the fiber, therefore allowing for tailoring of the fiber according to the intended application.
In this thesis, we numerically investigate the propagation modes and dispersion proper-ties of light in several types of PCFs such as regular index-guiding microstructured fibers, photonic band gap fibers and irregularly structured low- and high-birefringent PCFs. Effects of fiber birefringence, effective index of cladding and the number of guided modes are studied in designing two modes birefringent PCFs. Birefringence of the fiber is realized by adjusting the size and geometry of the air holes around the core regions. We present a design for a birefringent two modes IGMF which can be applied to interferometers and optical sensors.
본 논문에서는 규칙적인 구조의 광결정 광섬유와 복굴절이 유도되는 불규칙적인 구조의 광결정 광섬유에 대하여 빛의 분산 특성과 도파 모드를 계산 하였다. 복굴절, 유효 굴절률, 그리고 가이드 되는 모드의 개수의 영향을 고려하여 두개의 모드가 도파되는 복굴절 광섬유의 구조를 디자인 하였다. 우리는 복굴절이 유도되는 두개의 모드가 도파되는 광결정 광섬유를 제안하였다. 복굴절은 코아 주변에 있는 공기 기둥의 반경과 모양을 조절해 줌으로써 얻을 수 있다. 이는 간섭계나 광센서에 응용될 수 있다. 우리는 편광 분리기, 파장 변환기, 압력 온도 센서 등과 같이 실제로 응용할 수 있는 광섬유 광학 소자들의 성능을 높일 수 있는 디자인에 대하여 더 많은 연구를 할 예정이다.
