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《湖南大学》 2013年
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基于光子晶体光纤的超连续谱相干性研究

姚当  
【摘要】:光子晶体光纤和传统光纤相比具有高非线性、无截止单模和可控的色散等特性,因而在光通信领域具有广泛的应用前景,光子晶体光纤的一个非常重要的应用就是用来产生超连续谱。脉冲在光纤中传输时,受到色散和非线性效应的作用使得频谱得到极大展宽,从而产生超连续谱。但是,在这过程中由于受到噪声的影响,最后得到的超连续谱的相干性将受到影响。如果将超连续谱作为宽带光源应用于医学、计量学和光脉冲压缩等领域,其必须要有好的相干性,因此相干性的好坏也是衡量超连续谱特性的一个重要方面,需要对其进行深入的研究。本文基于此,主要做了如下工作: 第一,研究了不同泵浦脉冲的脉宽和能量等参数对产生超连续谱相干性的影响。首先分析了在超连续谱产生的过程中所受到噪声的影响,主要有泵浦脉冲的入射噪声和脉冲在光子晶体光纤中传输时的自发拉曼噪声。然后从非线性薛定谔方程出发,采用优化积分过程的分步傅里叶算法进行数值模拟。经理论研究表明,同样的条件下,对于脉宽更短的泵浦脉冲,在频谱展宽的过程中自相位调制起主要作用,而调至不稳定性相对减弱。对于峰值功率更低的泵浦脉冲,在频谱展宽过程中非线性效应相对较弱,因此产生的超连续谱相干性相对较好。 第二,设计了一种适合产生高相干性中红外超连续谱的光子晶体光纤,本文选取铋酸盐玻璃作为材料,采用多极法对光纤进行设计,结果表明光纤在中红外波段平坦的色散曲线。模拟了所设计的光子晶体光纤中超连续谱的产生,最终得到的超连续谱范围从1220nm到3300nm,并且整个在频谱范围内具有高相干特性。自相位调制和光波分裂是光子晶体光纤中产生超连续谱的主要物理机制。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TN253

【参考文献】
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