光子晶體光纖中色散波的產(chǎn)生及其影響因素研究.pdf

1、色散波產(chǎn)生是指光脈沖在非線性介質(zhì)中傳輸時(shí)受到高階色散和非線性效應(yīng)的微擾而向外輻射能量的現(xiàn)象，它是超連續(xù)譜產(chǎn)生的主要物理機(jī)制之一，在很多領(lǐng)域都有重要應(yīng)用。光子晶體光纖具有獨(dú)特的光傳輸特性，它的出現(xiàn)為非線性光纖光學(xué)領(lǐng)域的研究注入了新的活力。光子晶體光纖中色散波的產(chǎn)生是一個(gè)基本的非線性光學(xué)問(wèn)題，同時(shí)又是一個(gè)非常復(fù)雜的非線性過(guò)程，受多種因素的制約，已成為近幾年來(lái)研究的熱點(diǎn)。本文研究了光子晶體光纖中色散波的產(chǎn)生及其影響因素，取得了如下主要成果：<

2、br>　　 第一，基于光子晶體光纖中光脈沖傳輸?shù)姆蔷€性薛定諤方程，分析了光子晶體光纖中色散波的產(chǎn)生及其影響因素。光子晶體光纖中色散波的產(chǎn)生需要滿足相位匹配條件，而且在色散波產(chǎn)生前，頻譜還要有足夠的寬度以更好地實(shí)現(xiàn)相位匹配。在控制色散波產(chǎn)生位置方面，三階色散為正(負(fù))的光子晶體光纖中產(chǎn)生的是藍(lán)(紅)移色散波；第二個(gè)零色散波長(zhǎng)越長(zhǎng)，產(chǎn)生的紅移色散波的波長(zhǎng)也越長(zhǎng)；泵浦脈沖的峰值功率越大，產(chǎn)生的藍(lán)移色散波的波長(zhǎng)越短。在控制色散波產(chǎn)生的效率方面

3、，泵浦脈沖的峰值功率越大，藍(lán)移色散波產(chǎn)生的效率越高；初始頻率正(負(fù))啁啾提高(降低)了藍(lán)移色散波的產(chǎn)生效率；泵浦脈沖的中心波長(zhǎng)越長(zhǎng)，紅移色散波產(chǎn)生的效率越高。
　　 第二，完善了兩級(jí)光纖中色散波產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)程序，并用該程序研究了兩級(jí)光纖中色散波的產(chǎn)生。在級(jí)聯(lián)的普通單模光纖和高非線性SF57光子晶體光纖中得到了寬帶平坦的中紅外超連續(xù)譜。仿真結(jié)果表明，色散波放大是中紅外超連續(xù)譜產(chǎn)生的主要物理機(jī)制，獲得平坦性較好的超連續(xù)譜需要優(yōu)化第二

4、級(jí)光纖的長(zhǎng)度，此外，生成的紅移色散波會(huì)隨著泵浦脈沖峰值功率的增大進(jìn)一步向長(zhǎng)波長(zhǎng)方向展寬。
　　 第三，數(shù)值研究了具有三個(gè)零色散波長(zhǎng)的光子晶體光纖中色散波孤子的產(chǎn)生。由于第三個(gè)零色散波長(zhǎng)的存在，具有三個(gè)零色散波長(zhǎng)的光子晶體光纖擁有兩個(gè)反常色散區(qū)，且有很寬的相位匹配范圍。模擬結(jié)果顯示，不僅在兩正常色散區(qū)得到了色散波，還在另一反常色散區(qū)得到了色散波孤子。該色散波孤子轉(zhuǎn)移了大部分泵浦脈沖的能量，具有更高的頻率轉(zhuǎn)換效率，而且，在高頻反常色