收藏本站
收藏 | 论文排版

光子晶体光纤中受激布里渊散射与四波混频技术研究

耿丹  
【摘要】: 近年来,光子晶体光纤(PCF)技术取得很大的进展。PCF设计灵活,具有无休止单模特性、奇异的色散特性和高非线性的特点,通过合理的设计,PCF的非线性比普通单模光纤的非线性高一到两个数量级。因此,人们对PCF中的非线性进行了大量的研究。受激布里渊散射(SBS)是光纤中重要的非线性效应,它具有阈值低、易发生的特点,使得SBS在光通信系统中既有积极的作用,又有消极的作用。SBS可用做光纤布里渊激光器和放大器,这是其积极的方面。相反,对于光纤中其它的非线性效应,如四波混频(FWM),SBS的发生会减弱FWM的效率,这时需要考虑抑制SBS。本论文从利用SBS和抑制SBS两个角度,分别研究了PCF中的SBS和FWM。 论文首先分析了以PCF为增益介质的光纤布拉格光栅F-P(Fabry-Perot)腔中稳态SBS的模型。在考虑PCF损耗的条件下,具体研究了光纤布拉格光栅F-P腔的透射功率、反射功率与输入泵浦波功率的关系;仿真了光纤布拉格光栅F-P腔中的泵浦波和斯托克斯波的功率分布;模拟计算了PCF长度对光纤布拉格光栅F-P腔中SBS阈值的影响。在上述理论研究的基础上,提出了一种新型的以PCF为增益介质的基于光纤布拉格光栅F-P腔的双频布里渊激光器,利用25 m长的高非线性PCF和两个光纤布拉格光栅构成F-P腔,作为布里渊激光器的谐振腔,这种腔结构有益于提高布里渊激光器的转换效率,降低布里渊激光器的阈值。论文研究的布里渊激光器的阈值为35 mW,当输入泵浦波功率为130 mW时,激光器的转换效率为18%。与已报道的PCF布里渊激光器相比,论文利用最短的PCF实现了最低阈值的PCF双频布里渊激光器。 在光通信系统中,信号需要通过微波调制到光信号上进行传输,所以微波信号的产生非常重要。论文提出了一种新型的基于PCF双频布里渊激光器的微波发生器,通过选择具有一定反射谱的光纤布拉格光栅,可以使PCF布里渊激光器仅产生一阶斯托克斯波,抑制高阶斯托克斯波的产生,泵浦波和一阶斯托克斯波的频率差落在微波的频率范围内,可以通过泵浦波和一阶斯托克斯波混频得到微波信号。当输入泵浦波功率为57 mW、泵浦波波长在1550 nm附近时,得到了带宽为3 MHz、频率为9.78 GHz的微波信号。与已报道的基于PCF布里渊激光器的微波信号发生器相比,本论文在更低的泵浦波功率下产生了微波信号。 在用光纤链路传输微波的系统中,微波信号需要调制到光载波上,然后通过光纤进行传输,这需要解决光载波抑制的问题。论文在理论研究光纤环中SBS模型的基础上,设计了一种新型的基于PCF中SBS的光载波滤波器。滤波器由两个环行器和一段PCF组成的光纤环构成,这种光纤环结构有效地降低了PCF中SBS的阈值,PCF的高非线性可以减小光纤环中的光纤长度。滤波器利用25 m长的高非线性PCF作为布里渊增益介质,当输入光载波功率为70 mW时,微波光子信号获得了3.38 dB的射频增益,有效地减少了滤波后的微波光子信号的光载波功率,实现滤波器中心波长和光载波波长的自动匹配。 光通信系统中相位调制信号研究的发展,要求合适的波长转换技术作为支撑,FWM由于对光纤中克尔非线性效应的迅速反应而满足全光系统中波长转换的要求。在色散平坦的PCF中,FWM的相位匹配条件更容易得到满足,有益于提高FWM的波长转换带宽。因此,论文提出了一种基于高非线性色散平坦PCF中FWM的波长转换器。PCF中出现SBS会降低FWM的效率,论文在研究SBS的基础上,通过选取合适的泵浦源抑制了PCF中的SBS,实现了100 nm的波长转换带宽,接近利用PCF中FWM实现波长转换的最大带宽。实验证明,这种波长转换器可以同时完成多路信号的波长转换。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 牛帅斌;侯尚林;雷景丽;王道斌;李晓晓;;光子晶体光纤结构与掺杂对受激布里渊散射快光的影响[J];发光学报;2018年06期
2 苑金辉;侯蓝田;高飞;王康;;光子晶体光纤中反斯托克斯效应的实验研究[J];燕山大学学报;2008年01期
3 季玲玲;陆培祥;陈伟;戴能利;张继皇;蒋作文;李进延;李伟;;微结构光纤次芯中的四波混频过程[J];物理学报;2008年09期
4 龚磊;尹飞飞;陈宏伟;陈明华;谢世钟;;基于光子晶体光纤四波混频的光波长变换[J];光电子.激光;2010年09期
5 邵潇杰;杨冬晓;耿丹;;基于光子晶体光纤四波混频效应的波长转换研究[J];光子学报;2009年03期
6 李熙斌;柴路;张玉颖;胡明列;李小英;王清月;;光子晶体光纤中四波混频光谱增益特性的研究[J];光电子.激光;2009年02期
7 吴相忠;张庆河;;基于二阶斯托克斯波理论的辐射应力垂向分布[J];海洋科学;2012年08期
8 胡明列;柴路;王清月;;飞秒激光脉冲在光子晶体光纤中的频率变换实验[J];激光与光电子学进展;2005年12期
9 宋曙光,沈正;有限深水斯托克斯波的一种近似解析解[J];青岛海洋大学学报;1994年03期
10 翟宏琛;杨素范;;受激布里渊散射中的四波混频作用[J];光电子.激光;1985年04期
11 黄虎,周锡礽,吕秀红;弱非线性斯托克斯波在非平整海底上传播的新型抛物型方程[J];海洋学报(中文版);2000年04期
12 付昱华;精确边界条件导出的最优化五阶斯托克斯波[J];海洋通报;1997年05期
13 付星华;五阶斯托克斯波的简化解法及改进解[J];海洋通报;1994年03期
14 贾维国;杨盛际;尹健全;王旭颖;张俊萍;樊国梁;;色散位移光纤中拉曼散射与参量放大增益谱[J];发光学报;2011年05期
15 赵军发;杨秀峰;李元;童峥嵘;刘艳格;赵启大;;光子晶体光纤中受激布里渊散射慢光研究[J];光学学报;2010年08期
16 王秋国;张虎;张霞;杨伯君;;光子晶体光纤中的四波混频实验研究[J];半导体光电;2008年03期
17 杨盛际;贾维国;包红梅;尹建全;王旭颖;;单模双折射色散缓变光纤中拉曼散射与参量放大[J];发光学报;2010年06期
18 周会丽;张霞;高健;黄永清;任晓敏;;色散平坦光子晶体光纤中实现光波变换的研究[J];光电子.激光;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 沈国锋;章献民;池灏;金晓峰;;基于光子晶体光纤的微波毫米波产生[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
2 杨经国;杜定旭;姜宏伟;薛康;;受激布里渊散射斯托克斯波的有效放大[A];中国物理学会光散射专业委员会成立十周年暨第六届学术会议论文集(下册)[C];1991年
3 范文;毕然;陈侃;佘玄;舒晓武;;用于光学谐振陀螺仪的空间耦合自由曲面透镜设计[A];第五届全国自主导航学术会议(CCAN2021)论文集——下一代轻小型、快响应惯性导航技术[C];2021年
4 李伟;罗文勇;杜城;朱师旷;赵磊;;低衰减陀螺用7芯空芯带隙光子晶体光纤[A];第四届全国自主导航学术会议(CCAN 2020)——光子晶体光纤陀螺及相关器件的技术与应用论文集[C];2020年
5 张瀚;吕辅勇;曹合心;赵伟时;李雪峰;;基于高双折射特性光子晶体光纤的压力传感器研究[A];2019中国自动化大会(CAC2019)论文集[C];2019年
6 陈伟;袁健;严勇虎;;光子晶体光纤的特性及其应用发展趋势[A];中国通信学会2017年通信线路学术年会论文集[C];2017年
7 廉正刚;娄淑琴;;中国光纤行业的催化剂-光子晶体光纤[A];光纤材料产业技术创新战略联盟一届六次理事会暨技术交流会会议文集[C];2016年
8 陈子伦;周旋风;陈海寰;侯静;;光子晶体光纤的后处理技术及其应用研究[A];第十三届全国物理力学学术会议论文摘要集[C];2014年
9 王东;Feroza Begum;曹帆;王镜清;波平宜敬;邹念育;;基于方形光子晶体光纤的拉曼放大器的特性研究[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
10 姜源源;易丽清;魏泳涛;冯国英;;正方形多芯光子晶体光纤的有限元分析[A];中国计算力学大会'2010(CCCM2010)暨第八届南方计算力学学术会议(SCCM8)论文集[C];2010年
11 侯宇;;宽带调谐光子晶体光纤多功能太赫兹器件[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
12 胡明列;王清月;;多芯光子晶体光纤中同相位超模的线性和非线性传输[A];第十届全国光电技术学术交流会论文集[C];2012年
13 孙会;陈鹤鸣;;缺陷对红外光子晶体光纤的性能影响分析[A];鲁豫赣黑苏五省光学(激光)学会2011学术年会论文摘要集[C];2011年
14 李玮楠;胡斌;薛晓敏;陆敏;;双大孔结构保偏光子晶体光纤的制备[A];全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议论文集[C];2011年
15 王智;任国斌;娄淑琴;简水生;;光子晶体光纤器件研究进展[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
16 王则民;田和臣;倪修琼;;光子晶体光纤[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
17 王应德;薛金根;蓝新艳;张杰;;聚合物光子晶体光纤研究进展[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
18 王维彪;陈明;夏玉学;梁静秋;徐迈;甄珍;刘新厚;;聚合物光子晶体光纤[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
19 陈伟;李进延;李海清;蒋作文;彭景刚;成煜;;光子晶体光纤的制造工艺研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
20 侯蓝田;周桂耀;侯峙云;邢广忠;;光子晶体光纤的原理、应用和进展[A];第九届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2003年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 耿丹;光子晶体光纤中受激布里渊散射与四波混频技术研究[D];浙江大学;2008年
2 胡明列;飞秒激光脉冲在光子晶体光纤中传输特性的研究[D];天津大学;2004年
3 程兰;光子晶体光纤的传输特性及其温度传感应用[D];华中科技大学;2019年
4 胡雄伟;新型光子晶体光纤的制备技术与传感特性研究[D];华中科技大学;2018年
5 刘强;基于功能材料填充光子晶体光纤光子器件的模拟研究[D];燕山大学;2018年
6 窦超;高双折射光子晶体光纤偏振器件的优化设计及性能分析[D];燕山大学;2018年
7 王二垒;新型光子晶体光纤的设计、分析及应用研究[D];合肥工业大学;2017年
8 李社;手性光子晶体光纤的模式特性[D];哈尔滨工业大学;2016年
9 闫海峰;光子晶体光纤特性研究与计算[D];北京邮电大学;2017年
10 高朋;基于Sagnac与Mach-Zehnder干涉的光子晶体光纤传感技术研究[D];东北大学;2015年
11 罗兴;基于光子晶体光纤非线性效应的波长变换及其应用研究[D];华中科技大学;2017年
12 王晶;光子晶体光纤中40Gbit/s光孤子传输系统的数值研究[D];中国海洋大学;2008年
13 程同蕾;混合型光子晶体光纤理论及超连续实验研究[D];天津大学;2010年
14 肖世莹;基于干涉效应和受激布里渊散射的双参量光纤传感器的研究[D];北京交通大学;2019年
15 王琳;偏振保持光子晶体光纤及其在光纤陀螺中的应用研究[D];北京交通大学;2009年
16 王秋国;光子晶体光纤参量放大器与超连续光源理论与实验研究[D];北京邮电大学;2009年
17 安琪;矢量受激布里渊散射特性及其应用的理论与实验研究[D];华北电力大学(北京);2017年
18 刘晓颀;嵌入式微结构光纤理论分析和实验研究[D];哈尔滨工程大学;2014年
19 申向伟;高非线性光纤与硅波导若干特性及其应用的研究[D];北京邮电大学;2012年
20 夏长明;掺镱石英玻璃及其光子晶体光纤的制备和特性研究[D];燕山大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 王爽;基于光子晶体光纤四波混频的频率转换研究[D];燕山大学;2015年
2 沈国锋;受激布里渊散射在微波光子学中应用[D];浙江大学;2011年
3 安文斌;基于受激布里渊散射的光子晶体光纤慢光传输研究[D];合肥工业大学;2017年
4 于方永;光子晶体光纤中的四波混频效应及应用[D];北京邮电大学;2016年
5 刘甜;单模光纤中受激布里渊散射阈值的研究[D];华中科技大学;2011年
6 孔谦;光子晶体光纤几何参数对受激布里渊散射慢光的影响[D];兰州理工大学;2012年
7 吴栋明;光子晶体光纤中前向受激布里渊散射快光[D];兰州理工大学;2020年
8 刘文礼;用于气体传感中多波长掺铒光子晶体光纤激光器研究[D];西安工业大学;2013年
9 汪成程;新型光子晶体光纤结构设计及磁场传感特性研究[D];浙江师范大学;2020年
10 吕健;级联光子晶体光纤中色散波及孤子俘获研究[D];湖南大学;2019年
11 罗誉培;光子晶体光纤中势垒对孤子谱隧穿效应的影响研究[D];湖南大学;2019年
12 王坚凯;基于石墨烯涂覆的光子晶体光纤偏振器件的研究[D];北京交通大学;2019年
13 王泽亚;压缩型高双折射光子晶体光纤的设计与特性分析[D];赣南师范大学;2018年
14 潘宇航;普通单模与光子晶体光纤的布里渊增益谱特性研究[D];南京航空航天大学;2019年
15 卢志斌;双层复合膜光子晶体光纤折射率传感器的研究[D];南京邮电大学;2019年
16 徐传祥;基于少模光子晶体光纤产生超连续谱的研究[D];南京邮电大学;2019年
17 张树桓;基于表面等离子体共振的D型光子晶体光纤传感器研究[D];燕山大学;2019年
18 华露;基于金填充光子晶体光纤的偏振器件特性研究[D];燕山大学;2019年
19 程吉瑞;新型空芯光子晶体光纤的制备与性能研究[D];燕山大学;2019年
20 蒋国辉;高非线性光子晶体光纤的制备及特性研究[D];燕山大学;2019年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 夏燕;烽火成功研制细径保偏光子晶体光纤[N];人民邮电;2017年
2 陈传武;光子晶体光纤项目通过验收[N];中国化工报;2010年
3 记者 黄辛;大模场光子晶体光纤研制成功[N];中国科学报;2017年
4 记者 杨念明 通讯员 汪红霞 实习生 罗璇;掌握新一代光纤研制技术[N];湖北日报;2010年
5 王德胜;厦门四企业获国家无偿资助[N];福建科技报;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978