高非線性光子晶體光纖的理論設(shè)計與制備研究.pdf

1、超連續(xù)激光光源能夠在很寬的光譜范圍內(nèi)同時產(chǎn)生高重復(fù)頻率的多波長超短光脈沖，與其他短脈沖光源相比具有譜寬較寬、穩(wěn)定性較好及寬帶相干性的優(yōu)點，因而被廣泛應(yīng)用于光通信、超短脈沖的產(chǎn)生、光相干層析及光頻率測量等領(lǐng)域。由于具有較高的非線性系數(shù)和靈活可控的色散特性，高非線性光子晶體光纖已經(jīng)成為目前用于研究產(chǎn)生超連續(xù)譜的重要研究對象。另外由于包層的獨特結(jié)構(gòu)，高非線性光子晶體的波導(dǎo)色散對光纖色散的貢獻(xiàn)很大，通過光纖結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計可使其零色散波長移至短波

2、長（670～880nm），利用工作在800nm波段的鈦寶石飛秒激光器可在此光纖中產(chǎn)生豐富的非線性現(xiàn)象。 光子晶體光纖自問世以來得到了迅速發(fā)展，制備工藝不斷完善，新型的光纖設(shè)計不斷出現(xiàn)，目前已廣泛應(yīng)用于光電子學(xué)領(lǐng)域的前沿研究。本文對高非線性光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計，光學(xué)傳輸特性，制備工藝和熔接關(guān)鍵技術(shù)進行了系統(tǒng)、深入的研究。 主要內(nèi)容包括： (1) 在廣泛閱讀國內(nèi)外參考文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，分析比較現(xiàn)有的光子晶體光纖理論模擬方

3、法，說明選用光束傳播法、平面波方法和有限元法分別作為光纖色散、非線性和衰減特性模擬方法的原因。 (2) 研究高非線性光子晶體光纖的色散、非線性以及衰減特性，詳述如何利用Rsoft軟件進行光纖結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及獲得光纖的光學(xué)傳輸特性與光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系，并通過對模擬計算的結(jié)果的分析，介紹如何設(shè)計一種可利用鈦寶石飛秒激光器產(chǎn)生平坦超連續(xù)譜的高非線性光子晶體光纖。 (3) 介紹光子晶體光纖的制備工藝，根據(jù)理論設(shè)計的光纖結(jié)構(gòu)制備出高非線

4、性光子晶體光纖產(chǎn)品。 (4) 結(jié)合光纖熔接理論，研究高非線性光子晶體光纖熔接關(guān)鍵技術(shù)。 (5) 測試并分析所制備出光纖的光學(xué)性能，展望通過光纖結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計和制備工藝的進一步完善，制備出完全符合商用標(biāo)準(zhǔn)的光纖產(chǎn)品。 最后得出的結(jié)論：根據(jù)理論設(shè)計并結(jié)合現(xiàn)有的制備工藝和設(shè)備，制備出一種零色散點在800nm附近，具有平坦色散的低衰減高非線性光子晶體光纖，利用泵浦波長在800nm波段的鈦寶石飛秒激光器在該光纖中得到了展寬超過