微結構光纖中的布里淵和拉曼散射效應研究.pdf

1、微結構光纖(Microstructuredfiber),又稱光子晶體光纖(Photoniccrystalfiber,PCF),作為一種二維光子晶體,在對光的操控能力方面有著傳統(tǒng)光纖無可比擬的優(yōu)勢,因此自誕生以來,就一直吸引著人們的注意力。其可設計的光纖結構使得微結構光纖在非線性效應方面有著獨特的特點,尤其是受激布里淵散射和受激拉曼散射。不同的微結構包層對這兩種非線性效應的影響很大,與傳統(tǒng)光纖相比,會出現一些全新的現象；通過設計光纖結構可

2、以使非線性效應得到抑制或者增強,大大擴展了微結構光纖中這兩種非線性效應的應用領域。
　　 本論文的選題來源于國家973項目“基于微結構光纖的新型功能器件、異質兼容結構與光電子集成”(2010CB327605),天津市自然科學基金重點項目“新型多功能集成光子晶體光纖Raman放大器”(06YFJZJC00300)和國家自然科學基金項目“基于光子帶隙光纖的可調諧光電子器件”(50802044),以微結構光纖中的受激布里淵散射和受激拉

3、曼散射效應作為研究重點,進行了相關的理論和實驗研究。完成的主要研究工作和創(chuàng)新點如下:
　　 1.研究了幾種常見的微結構光纖中受激布里淵散射的理論計算方法,并應用一種簡單有效的分析方法計算了兩種折射率引導型微結構光纖中聲波模式的分布情況,進而計算出了相應的布里淵增益譜。
　　 2.搭建了一套基于泵浦探測技術的測量光纖中布里淵散射譜的全光纖實驗裝置。利用此裝置測量了上述兩種微結構光纖的布里淵散射特性,并和理論計算結果進行了比

4、較。
　　 3.利用上述理論和實驗分析方法分析了一段全固光子帶隙型微結構光纖。對于纖芯中的布里淵散射特性,我們分別通過實驗測量和理論計算進行了驗證,兩者吻合較好。并對該光纖包層高折射率柱陣列的布里淵增益特性進行了分析和討論。
　　 4.在對一段70m色散平坦高非線性光子晶體光纖中受激布里淵散射效應進行深入實驗研究的基礎上,開展了其在光速減慢和多波長光纖激光器中的應用研究。在小信號布里淵增益為33dB時,實現了30ns的信

5、號延遲,其延遲效率是普通單模光纖的13.7倍。同樣利用此光纖,我們成功搭建了一個環(huán)形腔布里淵摻鉺多波長光纖激光器,并實現了在11nm波長范圍內可調諧的5波長激光輸出。
　　 5.實驗研究了微結構光纖作為增益介質的拉曼光纖放大器。在對不同泵浦方式的放大器進行實驗研究和深入分析的基礎上,發(fā)現前向泵浦和后向泵浦的光子晶體光纖拉曼放大器具有增益譜錯位互補特性?；诖颂匦?提出并成功實現了不用增益平坦濾波器的高性能、增益平坦的雙程光子晶體