提出了一种基于图像处理算法和频域有限差分法相结合研究实际光子晶体光纤的数值分析方法。该方法针对实际光子晶体光纤由于结构不规则难以进行数值分析的缺点,采取首先对光子晶体光纤的电镜扫描图像使用阈值分割和维纳滤波等图像处理算法获得光纤截面的几何图像,然后使用图像插值及构造均值移动窗口滤波等方法实现了网格划分和介电系数平均等步骤,最后结合频域有限差分法对光纤特性进行分析计算。结果表明,该方法能够精确分析实际光子晶体光纤的色散特性,模拟得到的实际光子晶体光纤的模场分布与实验结果吻合很好。

色散是光子晶体光纤最为重要的特征参量之一。在分析当前各数值计算方法特点的基础上，将最简单的经验公式法和基于多级法的光学系统超高节免设备(CUDOS)仿真软件结合起来，对全内反射型光子晶体光纤的色散特性进行了数值计算，分析了孔径d、孔间距Λ以及d/Λ对色散的影响，得到了一些对于光子晶体光纤的设计具有一定的指导意义的结论。同时，利用之前搭建的基于超连续谱白光干涉仪的超宽波段、高精度色散测量系统，对孔径d=2.17 μm、孔间距Λ=3.47 μm的全内反射型光子晶体光纤的色散系数进行了测量。实验结果与