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基于光子晶体光纤的超连续谱的理论与实验研究

作　者: 滕云
导　师: 余重秀
学　校: 北京邮电大学
专　业: 光学
关键词: 光子晶体光纤分步傅里叶法色散超连续谱
分类号: TN253
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

光子晶体光纤突出的一个特点是具有可控非线性特性,比较容易产生各种非线性效应,特别是对超连续谱的产生。本文研究光子晶体光纤非线性、设计出具有较高非线性的光子晶体光纤,并利用分步傅里叶方法求解广义非线性薛定谔方程来求解光子晶体光纤产生超连续谱,主要研究内容如下：首先研究超连续性能与光纤参数之间的关系,根据低噪声、线性啁啾和平坦的超连续产生对光纤非线性、色散等参数的要求,设计了一种光子晶体光纤其次,对光波传输产生超连续谱的问题,利用了自行设计的具有较高非线性的光子晶体光纤作为传输介质,并利用分步傅里叶方法和广义非线性薛定谔方程,数值求解了超短脉冲光波信号的传输情况,发现了在PCF的不同色散区,脉冲的初始宽度TO、初始啁啾系数C、脉冲的中心波长、脉冲的峰值功率PO的传输特性影响是不同的。为了获得最好的超连续谱,选择合适结构参数的光子晶体光纤是必要的,而且还要合理的选择输入脉冲的参数。最后实验研究了光子晶体光纤中超连续谱的产生,包括不同泵浦功率下超连续谱的产生及不同泵浦中心波长下超连续谱的产生。对超连续谱的应用做了模拟仿真。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究背景  10-11
  1.2 光子晶体光纤的特性  11-14
    1.2.1 无截止单模特性  12-13
    1.2.2 PCF的色散特性  13
    1.2.3 PCF非线性特性  13-14
  1.3 本文的主要工作  14-16
第二章:脉冲在PCF传输的理论  16-26
  2.1 麦克斯韦方程组  16-17
  2.2 光脉冲传输的基本方程  17-20
  2.3 数值求解  20-24
    2.3.1 广义非线性薛定谔方程  21-22
    2.3.2 分步傅里叶法  22-24
  2.4 本章小结  24-26
第三章:超连续谱在光子晶体光纤中的产生  26-47
  3.1 引言  26
  3.2 光子晶体光纤中超连续谱产生机制  26-31
    3.2.1 色散引起的脉冲展宽  26-28
    3.2.2 交叉相位调制和自相位调制对频谱的影响  28-29
    3.2.3 四波混频(FWM)对超连续谱的影响  29-30
    3.2.4 受激喇曼散射(SRS)对超连续谱的影响  30-31
  3.3 超连续谱数值仿真  31-45
    3.3.1 泵浦功率对PCF中超连续谱的影响  31-36
    3.3.2 光纤长度对SC产生的影响  36-40
    3.3.3 初始啁啾对超连续谱产生的影响  40-41
    3.3.4 中心波长对SC产生的影响  41-45
  3.4 本章小结  45-47
第四章:超连续谱产生的实验研究  47-56
  4.1 实验系统  47-50
  4.2 实验结果及其分析  50-55
    4.2.1 不同泵浦功率对SC的影响  50-52
    4.2.2 不同入射中心波长对超连续谱的影响  52-55
  4.3 小结  55-56
第五章:线性啁啾超连续谱在时间扩展模数转换中的应用  56-62
  5.1 引言  56
  5.2 线性啁啾超连续谱的仿真与实验  56-59
  5.3 时域扩展模数转换  59-61
  5.4 小结  61-62
第六章总结与展望  62-64
参考文献  64-69
致谢  69-70
攻读硕士期间发表的学术论文目录  70

基于光子晶体光纤的超连续谱的理论与实验研究

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