非線性光纖中超連續(xù)譜的研究.pdf

1、超連續(xù)譜是指強短脈沖通過非線性介質(zhì)時，由于自相位調(diào)制，交叉相位調(diào)制，受激拉曼散射和四波混頻等非線性效應與光纖的群速度色散的共同作用而使脈沖頻譜展寬的一種現(xiàn)象。自從人們第一次觀察到光纖中的超連續(xù)譜的現(xiàn)象后，對超連續(xù)譜的研究就沒有間斷過。人們對超連續(xù)譜的研究經(jīng)歷了單模光纖到錐形光纖一直到現(xiàn)在的光子晶體光纖這樣一個逐步發(fā)展的過程。光子晶體光纖由于它奇異的色散特性以及靈活的設計方法，在超連續(xù)譜中的產(chǎn)生中有著無法替代的優(yōu)勢。基于此，本文主要數(shù)值模

2、擬了光子晶體光纖中超連續(xù)譜的產(chǎn)生情況。
　　 本文主要的工作有：從麥克斯韋方程組出發(fā)，推導了描述短光脈沖在光纖中的傳輸方程：廣義的非線性薛定諤方程。為了數(shù)值求解廣義非線性薛定諤方程，運用了分步傅立葉方法，并為了提高精度，對分步傅立葉方法進行了改進，即對稱分步傅立葉方法，并對模擬仿真中的一些注意問題進行了說明及改進。數(shù)值模擬了光子晶體光纖中的超連續(xù)譜的產(chǎn)生，對于各種參量例如光纖參量：光纖長度和初始啁啾值對超連續(xù)譜的影響進行了詳細的

3、討論；然后對輸入脈沖參量：初始脈寬及峰值功率對超連續(xù)譜的影響也進行了認真的分析。通過模擬我們發(fā)現(xiàn)，超連續(xù)譜的展寬分為三個階段：初始展寬，劇烈展寬和飽和展寬。在這三個階段中，各種參量的影響也是不一樣的，選取合適的參量，可以提高超連續(xù)譜產(chǎn)生的效率，得到更為平坦展寬的超連續(xù)譜。并且在光纖的正常色散區(qū)和反常色散區(qū)產(chǎn)生的超連續(xù)譜的情況也是不一樣的，經(jīng)證實，反常色散區(qū)更有利于超連續(xù)譜的產(chǎn)生。最后提出了改善超連續(xù)譜的寬度和平坦度的方法，運用兩根光纖相