光脈沖在光子晶體光纖中產(chǎn)生超連續(xù)譜的研究.pdf

1、超連續(xù)譜產(chǎn)生現(xiàn)象是指超短脈沖在介質(zhì)中傳輸時(shí)由于介質(zhì)的非線性效應(yīng)導(dǎo)致脈沖的光譜被極大的加寬。光子晶體光纖是近年來(lái)提出的一種新型光纖，它具有傳統(tǒng)光纖所無(wú)法比擬的特殊光學(xué)特性，如無(wú)截止單模、可控色散以及豐富的光學(xué)非線性等特性，是產(chǎn)生超連續(xù)譜的一種有效的介質(zhì)，所以對(duì)光子晶體光纖中超連續(xù)譜產(chǎn)生的研究成為近幾年光纖通信領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文主要對(duì)光脈沖在光子晶體光纖中產(chǎn)生超連續(xù)譜的機(jī)理進(jìn)行了詳細(xì)的理論和實(shí)驗(yàn)研究。主要內(nèi)容如下： 1.從波動(dòng)

2、方程出發(fā)，對(duì)光脈沖在光纖中傳輸時(shí)所滿足的方程--非線性薛定諤方程進(jìn)行了理論推導(dǎo)，介紹了理論研究光脈沖在光子晶體光纖中傳輸時(shí)所采用的數(shù)值模擬方法一分步傅里葉方法。 2.利用非線性偏振旋轉(zhuǎn)技術(shù)，在被動(dòng)鎖模摻鉺光纖激光器中，實(shí)驗(yàn)得到了中心波長(zhǎng)為1556.0nm、3dB光譜寬度約為5.5nm、脈寬約為462.0fs、重復(fù)頻率為28.6MHz的超短光脈沖；利用該超短光脈沖泵浦光子晶體光纖，在泵浦功率增加到90mW時(shí)，得到了20dB帶寬約為

3、140nm的超連續(xù)譜。實(shí)驗(yàn)詳細(xì)觀測(cè)了不同泵浦功率下超連續(xù)譜形成的過(guò)程，分析了其形成機(jī)理。 3.利用數(shù)值模擬方法，理論研究了飛秒光脈沖在負(fù)色散區(qū)的光子晶體光纖中傳輸時(shí)，超連續(xù)譜的形成機(jī)理；分析了入射光脈沖的孤子階數(shù)、初始啁啾、脈沖形狀、脈沖寬度、光子晶體光纖的高階色散、高階非線性以及光纖長(zhǎng)度對(duì)超連續(xù)譜形成的影響；得到了獲得平坦、較寬的超連續(xù)譜所需的最佳光纖長(zhǎng)度。 4·利用被動(dòng)鎖模摻鉺光纖激光器所產(chǎn)生的中心波長(zhǎng)為1557.8

4、nm、3dB光譜寬度約為5.0nm、脈寬約為509.0fs、重復(fù)頻率為28.2MHz的飛秒光脈沖做泵源，通過(guò)鉺鐿共摻光纖放大器進(jìn)行放大后，泵浦光子晶體光纖，實(shí)驗(yàn)得到了平均功率約為530row、20dB帶寬約為530nm的超連續(xù)激光光譜。并詳細(xì)觀測(cè)了泵浦功率對(duì)超連續(xù)激光光譜產(chǎn)生的影響，同時(shí)分析了其形成機(jī)理及產(chǎn)生高功率超連續(xù)譜的機(jī)理。 5.理論研究了利用普通單模光纖中的調(diào)制不穩(wěn)定性產(chǎn)生超連續(xù)譜的新方法，即利用準(zhǔn)連續(xù)波作為初始輸入條件