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光纤中诱导非线性研究

谭勇  
【摘要】:三阶非线性效应包括自相位调制、交叉相位调制、四波混频、受激拉曼散射和受激布里渊散射等,已经被广泛地研究和应用在高速、全光纤网络中。但是,实际应用的光纤总处于外界干扰或某种特定环境中,理想条件下的这些三阶非线性效应受到了挑战。 本文针对外压力、熔接光纤和多种光纤差异,研究诱导三阶非线性现象。主要分为以下三部分: 1.采用在光纤横截面上施加单向静压力和改变抽运光偏振条件的方法,对光纤中的受激拉曼散射、四波混频和连续谱等诱导非线性进行实验研究,获得了低压力下渐变多模光纤中Raman频移和FWHM减小,但是较高压力下Raman频移和FWHM反弹或增大;线偏振抽运光的频移对称,0~180°和180~360。相差的椭圆偏振抽运光的频移不对称,且后者的频移在三种压力下纠缠在一起的结果;观察到了不同压力下标准单模光纤中受激拉曼、四波混频和连续谱随着偏振条件相互竞争的现象。 2.采用非零色散位移单模光纤和标准单模光纤熔接的方法,对两种光纤的熔接点影响非线性效应和光束模式进行了实验研究,获得了非零色散位移光纤中随着四波混频的出现并逐渐增强,受激拉曼散射光斑模式由LPol模转变为LP11模,光束经过非零色散位移光纤和标准单模光纤的熔接段后,光波模式演变为LP01模,四波混频光谱减弱并消失,非线性光谱以受激拉曼散射光谱为主的结果。 3.利用飞秒脉冲激光在标准单模光纤和保偏单模光纤中传输,对强激光激励的非线性光谱进行了实验研究,获得了飞秒脉冲在标准单模光纤中传输,频率发生了红移和蓝移,主要是诱导拉曼效应引起的红移,飞秒脉冲在保偏光纤中传输时,也发生了红移和蓝移,但主要是因自相位调制引起的蓝移。 本文的研究内容有助于开发新的光纤传感器、有助于光孤子通信的发展和应用。


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