基于光子晶體光纖的超連續(xù)譜相干性研究.pdf

1、光子晶體光纖和傳統(tǒng)光纖相比具有高非線性、無(wú)截止單模和可控的色散等特性，因而在光通信領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。光子晶體光纖的一個(gè)非常重要的應(yīng)用就是用來(lái)產(chǎn)生超連續(xù)譜。脈沖在光纖中傳輸時(shí)，受到色散和非線性效應(yīng)的作用使頻譜得到極大展寬，從而產(chǎn)生超連續(xù)譜。但是，在這過(guò)程中由于受到噪聲的影響，最后得到的超連續(xù)譜的相干性將受到影響。如果將超連續(xù)譜作為寬帶光源應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、計(jì)量學(xué)和光脈沖壓縮等領(lǐng)域，其必須要有好的相干性，因此相干性的好壞也是衡量超連續(xù)譜特性

2、的一個(gè)重要方面，需要對(duì)其進(jìn)行深入的研究。本文基于此，主要做了如下工作:
　　 第一，研究了不同泵浦脈沖的脈寬和能量等參數(shù)對(duì)產(chǎn)生超連續(xù)譜相干性的影響。首先分析了在超連續(xù)譜產(chǎn)生的過(guò)程中所受到噪聲的影響，主要有泵浦脈沖的入射噪聲和脈沖在光子晶體光纖中傳輸時(shí)的自發(fā)拉曼噪聲。然后從非線性薛定諤方程出發(fā)，采用優(yōu)化積分過(guò)程的分步傅里葉算法進(jìn)行數(shù)值模擬。經(jīng)理論研究表明，同樣的條件下，對(duì)于脈寬更短的泵浦脈沖，在頻譜展寬的過(guò)程中自相位調(diào)制起主要作用

3、，而調(diào)至不穩(wěn)定性相對(duì)減弱。對(duì)于峰值功率更低的泵浦脈沖，在頻譜展寬過(guò)程中非線性效應(yīng)相對(duì)較弱，因此產(chǎn)生的超連續(xù)譜相干性相對(duì)較好。
　　 第二，設(shè)計(jì)了一種適合產(chǎn)生高相干性中紅外超連續(xù)譜的光子晶體光纖，本文選取鉍酸鹽玻璃作為材料，采用多極法對(duì)光纖進(jìn)行設(shè)計(jì)，結(jié)果表明光纖在中紅外波段平坦的色散曲線。模擬了所設(shè)計(jì)的光子晶體光纖中超連續(xù)譜的產(chǎn)生，最終得到的超連續(xù)譜范圍從1220 nm到3300 nm，并且整個(gè)在頻譜范圍內(nèi)具有高相干特性。自相位調(diào)