新型雙折射非線性微結(jié)構(gòu)光纖的理論與實驗研究.pdf

1、雙折射和非線性是微結(jié)構(gòu)光纖(MOF)所具有的重要特性，自MOF誕生以來已有大量的文獻分別報道了對雙折射和非線性特性的研究。本文將MOF的非線性與雙折射相結(jié)合，通過創(chuàng)新的設計理念探索MOF雙折射和非線性的相互關(guān)系，并在實驗上研究飛秒激光脈沖在雙折射和雙零色散MOF中產(chǎn)生非線性的作用過程。本文的研究內(nèi)容主要包括以下幾個方面。
　　首先通過求解非線性薛定諤傳輸方程數(shù)值模擬了飛秒激光脈沖在設計的高非線性MOF中的傳輸，根據(jù)模擬結(jié)果分析了飛

2、秒激光的脈沖峰值功率，脈沖寬度，脈沖波長及初始啁啾對在光纖中產(chǎn)生的超連續(xù)譜的影響。
　　其次，論文設計了正八邊形包層橢圓形纖芯結(jié)構(gòu)的MOF，模擬分析了包層空氣孔直徑和纖芯長短軸之比對MOF雙折射和非線性帶來的影響。由模擬分析結(jié)果可知，這種光纖包層的對稱性較高，MOF的雙折射主要是由纖芯的不對稱造成的。論文又提出了中心大孔的壓縮八邊形和類矩形纖芯結(jié)構(gòu)兩種MOF，并分析了孔徑、孔間距和纖芯長短軸之比對雙折射、非線性和色散帶來的影響，得

3、到了減小孔間距能更有效地提高MOF雙折射和非線性以及輸出脈沖的寬度隨纖芯的長短軸之比增大而增大的結(jié)論。
　　再次，采用有限元法對課題組自行研制的一種新穎的V型結(jié)構(gòu)的MOF的各項參數(shù)進行理論模擬，發(fā)現(xiàn)它的非線性和雙折射都較高；通過對飛秒激光脈沖在其中傳輸?shù)膶嶒灲Y(jié)果，分析了V型MOF的色散、雙折射、入射光的功率、入射光的中心波長對產(chǎn)生的超連續(xù)譜造成的影響。
　　然后，通過對課題組自行拉制的一種包層無序排列的雙折射非線性MOF進行

4、飛秒激光傳輸實驗，首次發(fā)現(xiàn)入射脈沖的中心波長位于MOF的正常色散區(qū)也可以產(chǎn)生顯著的斯托克斯波和反斯托克斯波，并用四波混頻的相位匹配理論解釋了兩種波的產(chǎn)生。進一步研究發(fā)現(xiàn)通過相位匹配條件、入射脈沖偏振化方向、平均功率及中心波長的調(diào)節(jié)可以有效地控制雙折射非線性MOF中兩種波的強度、中心位置及轉(zhuǎn)化效率。
　　最后，通過計算，得到了MOF截面結(jié)構(gòu)參數(shù)對產(chǎn)生的兩個零色散波長位置的影響規(guī)律；分析得到了單零色散和雙零色散MOF的色散和四波混頻相