0 引言
       近年来，随着光纤传感、光纤通信和控制技术的迅速发展，光纤在这些领域中的应用变得越来越广泛。与非线性光学晶体器件相比，人们更加青睐通过热极化石英玻璃光纤来制备电光调制器、光开关和参数频率转换器等全光纤器件。众所周知，热极化是一种使宏观中心反演对称的石英玻璃光纤产生二阶非线性效应和线性电光效应的技术。热极化产生的二阶非线性系数越大，光器件的应用价值越高。
　　 2005年，A.Kudlinski等人设计出完整的热极化双载流子模型，并验证了该模型的结果与实验结果相一致，为光纤热极化产生二阶非线性的机理提供了有效的论证。2009年，W. Margulis等人在提出利用双阳极热极化（光纤表面接地处理）的方式诱导出有效且稳定的二阶非线性系数，其大小是传统阳极-阴极热极化方式的1.5~2倍，这极大地提高了热极化后所产生的二阶非线性系数。为了进一步阐明基于双阳极模型的热极化物理过程，并优化其热极化参数，Camara等人于2014年利用载流子模型进行了双孔石英玻璃光纤热极化的二维仿真，研究了其热极化过程中离子迁移的微观机理，同时分析了热极化参数（极化电场、温度和空气湿度等）和多种阳离子对热极化效果的影响。2019年，S.Wang等人提出了一种单圆边的新型双孔石英玻璃光纤，其单圆边会导致离子往纤芯方向迁移的浓度增大，热极化产生的二阶非线性系数比圆型双孔约大0.05 pm/V。但是，热极化产生的二阶非线性系数大小还有待进一步提高。为产生更高的二阶非线性系数，本文设计一种哑铃型双孔石英玻璃光纤。

5 结束语
       本文首先设计出哑铃型双孔结构光纤，然后基于载流子（Na+、H3O+）模型，利用有限元法，通过COMSOL多物理场数值仿真软件平台计算分析了哑铃型双孔石英玻璃光纤和圆型双孔石英玻璃光纤中热极化离子扩散迁移过程、热极化产生的内建电场、热极化电势分布和二阶非线性系数。实验结果表明：与圆型双孔石英玻璃光纤相比，哑铃型双孔石英玻璃光纤在热极化过程中离子迁移在纤芯中产生的耗尽区更大，从而哑铃型双孔石英玻璃光纤在纤芯中心产生的最大二阶非线性系数比圆型双孔石英玻璃光纤高0.0678 pm/V。 因此，本文设计的哑铃型双孔石英玻璃光纤对于高二阶非线性效应的光纤制备和非线性全光纤器件的发展具有重要的理论指导意义。