光子晶體光纖中波的傳播與演化.pdf

1、本論文的研究工作是圍繞國(guó)家“973”項(xiàng)目課題“新一代通信光電子集成器件及光纖的重要結(jié)構(gòu)工藝創(chuàng)新與基礎(chǔ)研究”(項(xiàng)目編號(hào)：2003CB314900)、863項(xiàng)目“單結(jié)構(gòu)與多結(jié)構(gòu)集成式光子晶體光纖及器件”(課題編號(hào)：2003AA311010)、教育部重大項(xiàng)目“基于微結(jié)構(gòu)光纖的新一代光通信器件及系統(tǒng)”(項(xiàng)目編號(hào)：104046)和北京教委共建項(xiàng)目(項(xiàng)目號(hào)：XK100130437)展開(kāi)的。 光子晶體光纖(PhotonicCrystalFib

2、ers，PCF)是基于光子晶體技術(shù)發(fā)展起來(lái)的新一代光纖。它具有很多不同于傳統(tǒng)光纖的獨(dú)特性質(zhì)，如高雙折射、無(wú)限單模傳輸、色散高度可控等。它在非線性光學(xué)、光電子學(xué)等許多領(lǐng)域具有重要的科研價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景，光子晶體光纖以及基于光子晶體光纖的光電子器件的研究是目前國(guó)際國(guó)內(nèi)的研究熱點(diǎn)。 論文主要圍繞兩個(gè)方面的內(nèi)容研究了光波在光子晶體光纖中的傳播特性：一、光子晶體光纖中傳播的非線性效應(yīng)；二、是沿有限厚度的二維光子晶體的軸向入射時(shí)的光反射

3、譜和透射譜。主要理論和實(shí)驗(yàn)研究?jī)?nèi)容如下： 1.基于薛定鄂方程，利用分步傅立葉方法，研究了脈沖輸入功率、脈沖寬度、光纖色散對(duì)輸出光譜的影響。研究發(fā)現(xiàn)：譜的結(jié)構(gòu)對(duì)輸入功率敏感；自相位調(diào)制主導(dǎo)了輸出光譜的動(dòng)態(tài)變化；高階色散特別是三階色散決定了超連續(xù)譜的形狀和寬度。 2.利用散射矩陣法，研究了光沿二維光子晶體軸向入射時(shí)的反射譜和透射譜。通常情況下，研究二維光子晶體的禁帶特性都是建立在二維平面上的，但是這和實(shí)際光在PCF中傳播的方

4、向情況不盡相同。論文將對(duì)平面的二維光子禁帶的研究轉(zhuǎn)化成三維情況下對(duì)反射譜和透射譜的研究，并討論了不同的入射角度對(duì)反射譜和透射譜的影響。研究結(jié)果表明：存在沿軸向入射的光子禁帶；不同角度的入射光對(duì)主反射譜的影響較小，而對(duì)邊帶影響較大。該研究結(jié)果為進(jìn)一步研究光在空心光子晶體光纖中傳播的導(dǎo)光機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。 3.與人合作，利用鈦寶石激光器實(shí)驗(yàn)研究了高非線性、非均勻光子晶體光纖中超連續(xù)譜的產(chǎn)生。實(shí)驗(yàn)中觀察到了紅、黃、綠、紫、白等不同顏色的