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Design and Numerical Analysis of Ultra-High Negative Dispersion, Highly Birefringent Nonlinear Single Mode Core-Tune Photonic Crystal Fiber (CT-PCF) over Communication Bands

引用

Optics and Photonics Journal 2023年第10期13卷 227-242页

作者： Amit Halder Wahiduzzaman Emon Md. Shamim Anower Md. Riyad Tanshen Md. Forkan Md. Sharif Uddin Shajib Department of Electrical and Electronic Engineering World University of Bangladesh Dhaka Bangladesh Department of Electrical and Electronic Engineering Rajshahi University of Engineering and Technology (RUET) Rajshahi Bangladesh Department of Electrical and Electronic Engineering Ahsanullah University of Science and Technology (AUST) Dhaka Bangladesh

This paper presents the development of a highly efficient CT-PCF (Core-Tune Photonic Crystal Fiber) with substantial birefringence, tailored for applications in high-bit-rate communication and sensing while minimizing signal loss. The design incorporates a modified broadband dispersion compensating structure, optimized for operation across the E, S, C, and L communication bands within a wavelength range spanning 1360 nm to 1625 nm. Notably, the CT-PCF demonstrates a remarkable birefringence of 2.372 × 10-2 at 1550 nm, surpassing traditional PCF structures. Single-mode performance is evaluated using the Higher Order Mode Extinction Ratio (homer) method, revealing a peak homer value of 104 at 1550 nm. Furthermore, at 1550 nm, the CT-PCF exhibits exceptional nonlinear characteristics, featuring a high nonlinearity of 50.74 W-1⋅Km-1 for y polarization. In comparison to existing designs, the proposed CT-PCF exhibits superior performance metrics and optical characteristics. Additionally, the y polarization dispersion coefficient of the CT-PCF at 1550 nm is measured at -3534 ps/(nm⋅km). Overall, the CT-PCF represents a significant advancement, outperforming established systems in terms of performance metrics and optical properties.

关键词： Negative Dispersion Birefringence Confinement Loss homer method Single-Mode Performance Optical Properties

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