用于超連續(xù)譜產(chǎn)生的七芯光子晶體光纖的研究.pdf

1、光子晶體光纖的出現(xiàn)為非線性光學(xué)領(lǐng)域、高功率光纖激光器以及光纖通信等領(lǐng)域的發(fā)展提供了嶄新的的平臺。在非線性光學(xué)領(lǐng)域中，多芯光子晶體光纖可以克服單芯光子晶體光纖模場直徑以及熱效應(yīng)等問題，為超連續(xù)譜的產(chǎn)生提供了新的思路。本論文以七芯光子晶體光纖為例，一方面針對七芯光子晶體光纖的耦合特性、色散特性以及非線性特性進(jìn)行理論研究;另一方面，基于設(shè)計(jì)得到的一種新型的七芯光子晶體光纖，通過數(shù)值模擬對超連續(xù)譜的產(chǎn)生進(jìn)行研究，取得的成果主要包括以下幾個方面:

2、
　　1.基于多芯耦合模理論推導(dǎo)得到七芯光子晶體光纖的耦合長度，通過全矢量有限元法分析光子晶體光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)對耦合特性的影響規(guī)律;并采用光束傳播法動態(tài)模擬纖芯之間的能量耦合過程。比較全矢量有限元法和光束傳播法得到的耦合長度，結(jié)果具有很好的一致性，為合理設(shè)計(jì)基于七芯光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和特性分析提供理論基礎(chǔ)。
　　2.提出一種新型的七芯光子晶體光纖結(jié)構(gòu)。利用全矢量有限元方法對七芯光子晶體光纖的色散特性和非線性系數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的分

3、析，結(jié)果表明，通過改變光子晶體光纖包層空氣孔間距和空氣孔直徑，可以有效地調(diào)節(jié)光纖非線性的大小以及光纖色散曲線的變化;并進(jìn)一步針對光纖中的同相超模進(jìn)行模式整形，得到在1.55μm波長處，光纖的非線性系數(shù)為68W-1Km-1，損耗為4.576×10-6dB/m，且在計(jì)算波段范圍內(nèi)都處于正常色散下的光纖結(jié)構(gòu)。
　　3.利用分布傅里葉方法數(shù)值模擬了超短脈沖的展寬過程，進(jìn)而研究了光纖長度、泵浦波長，脈沖功率和脈寬對光譜展寬的影響。數(shù)值仿真結(jié)