空芯光子帶隙光纖脈沖壓縮研究.pdf

1、高能量的超短光脈沖在光測量、光通信、分子結構測量、光譜分析、超快過程研究等領域有十分廣泛的應用。利用調Q和鎖模技術可產(chǎn)生超短光脈沖，但所得光脈沖寬度一般在幾百飛秒以上，為得到更窄的光脈沖，光脈沖壓縮技術成為一個很重要的研究課題。由于常規(guī)光纖中不可避免的非線性效應，脈寬較窄、能量較高的光脈沖在壓縮過程中往往會發(fā)生分裂。具有低非線性且色散可控的空芯光子帶隙光纖的出現(xiàn)，為獲得高能量的超短光脈沖提供了條件。本論文利用理論推導和數(shù)值模擬的方法，對

2、利用空芯光子帶隙光纖壓縮高能量光脈沖進行了詳細研究，主要內容如下：
　　 1．推導了飛秒光脈沖在光纖中傳輸時所滿足的脈沖傳輸方程——廣義非線性薛定諤方程。介紹了本論文所采用的數(shù)值模擬方法——分步傅里葉變換方法。
　　 2．利用數(shù)值模擬方法，研究了利用自相似脈沖的產(chǎn)生與壓縮獲得高能量飛秒光脈沖源的新技術。研究發(fā)現(xiàn)，利用摻鉺光纖可獲得拋物線型脈沖，得到含線性頻率啁嗽的高能量自相似光脈沖；自相似光脈沖經(jīng)過空芯光子帶隙光纖的一級

3、線性壓縮和高非線性光纖的二級非線性壓縮，即可獲得高峰值功率的飛秒光脈沖。研究同時發(fā)現(xiàn)，在其它參量不變的情況下，通過選擇光纖長度，可獲得最佳的壓縮光脈沖；拉曼自頻移和自陡效應對光脈沖的壓縮將產(chǎn)生不利影響。
　　 3．數(shù)值研究了無啁啾的飛秒孤子光脈沖在空芯光子帶隙光纖中的壓縮效應。研究發(fā)現(xiàn)，受激內拉曼散射效應能夠提高壓縮光脈沖的質量，正三階色散限制了光脈沖的壓縮，但內拉曼散射與負三階色散的相互作用可以提高孤子光脈沖的壓縮質量；研究同