Katı özlü fotonik kristal fiberlerde dalga yayılım karakteristiklerinin iyileştirilmesi için fiziksel ve optik parametrelerin belirlenmesi
Determination of physical and optical parameters for improving the wave propagation characteristics in solid core photonic crystal fibers
Yazar: HALİME DEMİR İNCİ
Danışman: PROF. DR. SEDAT ÖZSOY
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Fizik Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering
Dizin: Dispersiyon = Dispersion

Özet:
Burada ilk olarak, dairesel hava boşluklarının hekzagonal örgüsünden bir tek hava boşluğu kaldırılması ile oluşan katı özlü fotonik kristal fiberler, sabit hava boşluğu çapı d=0.84 ?m ve sabit adım uzunluğu ?=4.2 ?m için farklı d/? oranlarında incelendi. Bu yapının tek mod sınırı, etkin mod alanı ve dispersiyon özellikleri ele alındı. Daha sonra, dairesel hava boşluklarının hekzagonal örgüsünden 7 hava boşluğu kaldırılması ile oluşan katı özlü fotonik kristal fiberler, farklı d/? oranlarında sabit hava boşluk çapı ve sabit adım uzunluğu için ayrı ayrı incelendi. Her iki yapı için, dispersiyonlar ve etkin mod alanları elde edildi ve karşılaştırıldı. Ayrıca her iki yapı için tek mod bölgesi de tartışıldı.Kare örgülü fotonik kristalin merkezinden 9 hava boşluğunun kaldırılmasıyla elde edilen büyük katı özlü fotonik kristal fiber tasarımı sabit hava boşluğu çapı ve hava boşluklarının sabit adım uzunluğu için incelenmiştir. Fiber karakteristikleri her iki yapı için hesaplandı ve sonuçlar karşılaştırıldı. Hesaplamalarda etkin indisler için düzlem dalga açılım yöntemi kullanıldı. Etkin V-parametresini ve etkin mod alanını elde etmek için sırasıyla basamak indisli fiber ve Gaussian mod profili yaklaşımlarını kullandık. Son olarak, dairesel ve kare şekilli hava boşlukları olan katı özlü kare örgülü fotonik kristal fiberler ayrı ayrı incelendi. V-parametresi, basamak indisli fiber yaklaşımı kullanılarak değerlendirildi ve incelenen yapılar için nümerik açıklıklar hesaplandı. Kare şekilli hava boşluklarına sahip yapının etkin öz yarıçapını değerlendirmek için hava dolma kesrine dayalı bir yaklaşım kullanıldı.

Abstract:
In this thesis, first solid core photonic crystal fibers which are produced by omitting one air-hole in the hegzagonal lattice of circular air-holes have been investigated for the fixed air-hole diameter of d=0.84 ?m and for the fixed pitch length of ?=4.2 ?m at the different d/? ratios. The single-mode limit, effective mode area and dispersion properties of this structure have been considered. Then, the solid core photonic crystal fibers which are produced by omitting seven air-hole in the hegzagonal lattice of circular air-holes have been investigated for fixed air-hole diameter and fixed pitch length at the different d/? ratios. The dispersions and effective mode areas have been obtained and compared for both structures. Also, the single mode region has been discussed.A large solid core photonic crystal fiber design comprised by omitting nine air-holes at the center of square lattice photonic crystal has been investigated for the fixed air-hole diameter and for the fixed pitch length of air-holes. The fiber characteristics have been calculated for both structures, and the results are compared. In the calculations, the plane-wave expansion method has been used for effective indices. We have utilized the step-index fiber and Gaussian mode profile approximations for obtaining the effective V-number and the effective mode area, respectively. Finally, we have studied solid-core square lattice PCFs with circular and square shaped air-holes. We have estimated the V-parameter by using the step-index fiber approximation and the numerical apertures have been calculated for the structures considered. In order to estimate the effective core radius of the structure with the square shaped air-holes, an approximation has been used which is based on air-filling fraction.