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家“973”項目課題“新一代通信光電子集成器件及光纖的重要結(jié)構工藝創(chuàng)新與基礎研究”(項目編號：2003CB314900)、863項目“單結(jié)構與多結(jié)構集成式光子晶體光纖及器件”(課題編號：2003AA311010)、教育部重大項目“基于微結(jié)構光纖的新一代光通信器件及系統(tǒng)”(項目編號：104046)和北京教委共建項目(項目號：XK100130437)展開的。 光子晶體光纖(PhotonicCrystalFib

2、ers，PCF)是基于光子晶體技術發(fā)展起來的新一代光纖。它具有很多不同于傳統(tǒng)光纖的獨特性質(zhì)，如高雙折射、無限單模傳輸、色散高度可控等。它在非線性光學、光電子學等許多領域具有重要的科研價值和廣闊的應用前景，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際國內(nèi)的研究熱點。 論文主要圍繞兩個方面的內(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；二、是沿有限厚度的二維光子晶體的軸向入射時的光反射

3、譜和透射譜。主要理論和實驗研究內(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、光纖色散對輸出光譜的影響。研究發(fā)現(xiàn)：譜的結(jié)構對輸入功率敏感；自相位調(diào)制主導了輸出光譜的動態(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，但是這和實際光在PCF中傳播的方

4、向情況不盡相同。論文將對平面的二維光子禁帶的研究轉(zhuǎn)化成三維情況下對反射譜和透射譜的研究，并討論了不同的入射角度對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主反射譜的影響較小，而對邊帶影響較大。該研究結(jié)果為進一步研究光在空心光子晶體光纖中傳播的導光機制奠定了基礎。 3.與人合作，利用鈦寶石激光器實驗研究了高非線性、非均勻光子晶體光纖中超連續(xù)譜的產(chǎn)生。實驗中觀察到了紅、黃、綠、紫、白等不同顏色的