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《华南理工大学》 2010年
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光纤中超连续谱产生的研究

黄允翀  
【摘要】: 随着光通信技术、医疗及光学研究的深入发展,人们对超短脉冲光源及连续谱光源的要求进一步提高。相比于传统的光源产生技术造价高、噪声大、亮度不够等缺点,超连续谱(SC,Supercontinuum)超短光脉冲源具有连续宽带谱、稳定可靠、简单廉价等优点,具有广阔的应用前景,近年来受到越来越多的关注。当今对超连续谱展宽的研究主要关注在如何更好地产生SC谱以达到应用的目的,而要解决这一问题,必须从根源即SC谱的产生原理方面着手。然而,总体来说目前国内外较多的是针对光纤中SC谱产生的相关实验报道,而对其产生机理的理论研究仍十分少见。 本文采用理论分析为主、计算机仿真实验为辅的研究方法,主要对光纤中超连续谱展宽的理论进行了独立的研究,其中包括理论框架的修改及实现。另外,为了得到更好的超连续谱,本文也将对超连续谱的产生进行光纤长度和抽运功率的优化选择方案设计,最后讨论了调制非稳定性(MI,Modulation Instability)对超连续谱展宽的影响。 首先根据分步对称傅里叶变换法的求解步骤对光的传输方程进行化简和变形,得到最终的数值解法理论模型。本文的创新点之一就是:发现了过去大部分文献所采用的非线性薛定谔方程模型的局限性,基于对适用条件及准确性的考虑,通过理论分析和数值求解方程并进行仿真,确立并最终采用适用性更广的模型。 其次,概括性地介绍各参数对SC谱展宽的影响,其中针对色散系数对光纤SC展宽的影响原理作了进一步的解释,重点定性分析光纤长度和输入抽运脉冲峰值功率对SC谱展宽行为的影响,通过总结规律,按简化系统、节省能源的原则,确定系统优化的方案。 最后,理论解释了调制非稳定性对频谱展宽的作用,并讨论了通过控制MI的作用,在适当的刺激下,可以用对SC的产生进行诱导,从而降低SC展宽功率阂值,提高频谱展宽效率。通过计算机仿真,显示MI对SC的增强作用。
【学位授予单位】:华南理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:O437

【参考文献】
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【共引文献】
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【二级参考文献】
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