基于光子晶體光纖的超連續(xù)譜相干性研究.pdf

1、光子晶體光纖和傳統(tǒng)光纖相比具有高非線性、無截止單模和可控的色散等特性，因而在光通信領域具有廣泛的應用前景。光子晶體光纖的一個非常重要的應用就是用來產(chǎn)生超連續(xù)譜。脈沖在光纖中傳輸時，受到色散和非線性效應的作用使頻譜得到極大展寬，從而產(chǎn)生超連續(xù)譜。但是，在這過程中由于受到噪聲的影響，最后得到的超連續(xù)譜的相干性將受到影響。如果將超連續(xù)譜作為寬帶光源應用于醫(yī)學、計量學和光脈沖壓縮等領域，其必須要有好的相干性，因此相干性的好壞也是衡量超連續(xù)譜特性

2、的一個重要方面，需要對其進行深入的研究。本文基于此，主要做了如下工作:
　　 第一，研究了不同泵浦脈沖的脈寬和能量等參數(shù)對產(chǎn)生超連續(xù)譜相干性的影響。首先分析了在超連續(xù)譜產(chǎn)生的過程中所受到噪聲的影響，主要有泵浦脈沖的入射噪聲和脈沖在光子晶體光纖中傳輸時的自發(fā)拉曼噪聲。然后從非線性薛定諤方程出發(fā)，采用優(yōu)化積分過程的分步傅里葉算法進行數(shù)值模擬。經(jīng)理論研究表明，同樣的條件下，對于脈寬更短的泵浦脈沖，在頻譜展寬的過程中自相位調(diào)制起主要作用

3、，而調(diào)至不穩(wěn)定性相對減弱。對于峰值功率更低的泵浦脈沖，在頻譜展寬過程中非線性效應相對較弱，因此產(chǎn)生的超連續(xù)譜相干性相對較好。
　　 第二，設計了一種適合產(chǎn)生高相干性中紅外超連續(xù)譜的光子晶體光纖，本文選取鉍酸鹽玻璃作為材料，采用多極法對光纖進行設計，結果表明光纖在中紅外波段平坦的色散曲線。模擬了所設計的光子晶體光纖中超連續(xù)譜的產(chǎn)生，最終得到的超連續(xù)譜范圍從1220 nm到3300 nm，并且整個在頻譜范圍內(nèi)具有高相干特性。自相位調(diào)