飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输特性的研究

• 作 者: 李刚
• 机 构: 南开大学
• 出 处: 南开大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 超连续谱 光子晶体光纤 飞秒脉冲 非线性薛定谔方程 色散值 泵浦功率

论文从理论和实验上对飞秒脉冲在光子晶体光纤中的传输进行了研究。试图从理论上解释飞秒脉冲经过高非线性光子晶体光纤传播后形成超连续谱的内在机制。　　
论文介绍了分步傅里叶法、龙格库塔法及混合求解法数值求解广义非线性薛定谔方程的过程。　　
理论上研究了自相位调制对超连续谱产生的影响。发现自相位调制产生对称的边频分布。较大的色散会抑制自相位调制的作用。在靠近零色散波长的反常色散区，自相位调制会产生大量新的频率。正的三阶色散参量β3使自相位调制产生的边频短波方向功率更高，负的β3使长波方向的边频更高。　　
理论上研究了拉曼散射对超连续谱产生的影响。发现拉曼效应使光谱向长波方向扩展，增加自频移参量TR和脉冲功率可以使拉曼效应增强。色散值的大小对拉曼散射影响较大，但色散的正负对其影响不大。在合适的色散下，拉曼散射效应可以使光谱急剧展宽。　　
在考虑三阶色散的情况下，从理论上研究了自相位调制、拉曼散射共同作用时超连续谱的形成机制。在远离零色散点的波长上，色散占优，不能实现超连续谱。在零色散点附近，反常色散区更容易产生超连续谱。SRS效应在正常色散区作用不明显。TOD在零色散点附近对超连续谱的产生有重要作用。　　
实验上研究了超连续谱随泵浦功率的演化。讨论了NL-23－790光子晶体光纤光谱随泵浦光强变化的原因。认为主要是自相位调制，自陡峭和四波混频产生的作用。讨论了PM-NL－30-850光子晶体光纤光谱随泵浦光强变化的原因。认为主要是由拉曼散射造成的。　　
实验上研究了超连续谱随入射光偏振方向的变化。观察到光纤出射光颜色随入射光偏振方向而变化。