光子晶體光纖的非線性與負(fù)折射特性研究.pdf

1、光子晶體光纖是沿軸向均勻排列著多層空氣孔的一種新型光纖。與傳統(tǒng)光纖相比，它表現(xiàn)出許多優(yōu)異的特性，其中之一就是非線性效應(yīng)。負(fù)折射物質(zhì)是最近幾年才提出的一種全新的人工合成材料，并且由于其獨(dú)特的性質(zhì)和廣闊的應(yīng)用前景而倍受關(guān)注。論文所做的主要工作如下： 1.詳細(xì)地研究了實(shí)芯六角形光子晶體光纖的非線性系數(shù)與不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。利用有效折射率法，對(duì)以正負(fù)兩種不同介質(zhì)為背景材料的光子晶體光纖的非線性系數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值分析，得到了非線性系數(shù)隨

2、結(jié)構(gòu)參量的變化規(guī)律。結(jié)果表明：無(wú)論背景材料的折射率為正，還是為負(fù)，增大空氣孔的直徑d或者減小空氣孔的間距人都會(huì)使非線性系數(shù)增大；不同的是，當(dāng)背景材料取為負(fù)折射率材料時(shí)，會(huì)出現(xiàn)負(fù)的非線性系數(shù)。 2.采用多極法對(duì)空(氣)芯六角形光子晶體光纖的非線性系數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了研究。通過(guò)改變結(jié)構(gòu)參量，分析對(duì)比了以正負(fù)兩種不同介質(zhì)為背景材料的光子晶體光纖的非線性系數(shù)，發(fā)現(xiàn)可存在一個(gè)最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參量，使非線性系數(shù)取得最大值或最小值以及負(fù)值。

3、 3.利用光學(xué)傳輸矩陣方法對(duì)在缺陷介質(zhì)中摻入和未摻入激活雜質(zhì)的同軸光子晶體光纖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，由此得到同軸光子晶體光纖的摻雜局域場(chǎng)特征以及受激輻射增強(qiáng)使透射率大于1現(xiàn)象之間的內(nèi)在規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步研究了在同軸光子晶體光纖中引入高折射率雜質(zhì)而獲得窄的透過(guò)帶。 4.用時(shí)域有限差分法研究了三角結(jié)構(gòu)的等效負(fù)折射率光子晶體透射譜，通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)，選擇合適的波源中心頻率，可出現(xiàn)唯一的正或負(fù)的很強(qiáng)的透射峰，從而形成單向?qū)Ч庑?/p>