收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

硅基纳米波导非线性特性及在超连续谱中的应用研究

周伟林  
【摘要】:由于硅基纳米波导的超微结构和超强光约束特性,使其表现出超强的非线性特性和显著的色散可规划性,因而在业界得到了广泛研究和应用。 本论文对超微结构硅基纳米波导中色散和非线性理论及应用进行了详细研究,重点对各种高阶色散和非线性同时作用下超短脉冲在硅基纳米波导中的传输特性、调制不稳定性和超连续谱产生及应用等内容进行了研究;主要研究工作和成果如下: 1综述了SOI(silicon-on-insulator)波导的发展状况和非线性特性,在基本的麦克斯韦方程组基础上推导了硅基纳米波导中单脉冲和双光束传输时所满足的非线性传输方程;并采用对称分步傅里叶法和龙哥库塔法相结合对硅基纳米波导中脉冲传输方程进行了数值求解。 2系统研究了硅基纳米波导的色散特性,证实了硅基纳米波导色散的可裁剪特性。采用有限元法(finite-element-method, FEM)对不同结构硅基纳米波导的色散进行了计算,全面分析了硅基纳米波导的结构参数对波导色散特性的影响。结果表明,硅基纳米波导中的色散特性随波导结构变化非常敏感,且波导的宽度对波导的色散特性影响更为明显;当波导的高度较小时,硅基纳米波导可在相当大的宽度参数范围内实现零色散。 3考虑自由载流子吸收情况下,系统研究了硅基纳米波导中基于自由载流子效应皮秒脉冲整形和飞秒孤子传输;理论分析了脉冲宽度、功率等参数对脉冲传输的影响,并进行了理论分析和数值模拟。 4从飞秒脉冲在硅基纳米波导中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,考虑硅基纳米波导的线性损耗等因素下,分别研究了单光束自相位调制不稳定性和同向传输双光束交叉相位调制不稳定性。推导了单光束自相位调制和双光束交叉相位调制不稳定性增益谱表达式,论证了各种因素对调制不稳定性的影响,并进行了数值模拟。 5研究了飞秒孤子辐射对硅基纳米波导中超连续谱产生的影响,以W=0.8um、H=0.7um结构的条形硅基纳米波导为例,对飞秒孤子脉冲传输时硅基纳米波导中超连续谱产生进行了理论分析和数值模拟。采用对称分步傅里叶法和四阶龙格库塔法相结合对飞秒孤子脉冲在硅基纳米波导中传输所遵循的修正薛定谔方程和速率方程进行联合数值求解。结果表明,孤子辐射效应对超连续谱的谱宽和平坦度有着十分重要的影响,通过合理选取孤子参数,可以实现最短传输距离、最优超连续谱输出。同时,脉冲中心波长应尽可能位于零色散波长附近的反常色散区,以便有效形成高阶孤子传输,且适当选取三阶色散,尽早实现高阶孤子分裂,从而最大限度降低双光子吸收效应对输出超连续谱的影响。提出了基于硅基纳米波导中的超连续谱产生的多载波光源实现方案,并进行了数值模拟;结果表明,该方案能实现波长间隔为25GHz、3dB带宽约220nm、有效通道数约1000个的超连续谱输出,为高密度集成波分复用系统的实现提供了一理想光源解决方案。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 黄劲松;陈海峰;陈卫东;谢征微;;光晶格中双组分偶极BECs的临界振幅[J];四川师范大学学报(自然科学版);2008年04期
2 杜晓松;蒋亚东;杨邦朝;胡佳;应智花;谢光忠;;高灵敏Love波传感器及其关键材料[J];功能材料;2007年12期
3 马文波,吴谊群,顾冬红,干福熹;双光子吸收有机材料及其在三维数字光存储中的应用[J];化学进展;2004年04期
4 崔海燕;侯蓝田;韩颖;;光子晶体光纤红外超宽带连续谱的研究[J];红外与毫米波学报;2010年06期
5 延云兴,陶绪堂,孙元红,许贵宝,王传奎,杨家祥,于晓强,吴拥中,赵显,蒋民华;双光子吸收聚合引发剂EPVPVC的合成和非线性光学性质的研究[J];化学学报;2004年23期
6 吴杰颖,张居舟,施鹏飞,周虹屏;新型席夫碱配合物的合成和双光子性质研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年02期
7 王润轩;窦春升;岳喜成;;光子晶体光纤中飞秒激光脉冲传输的研究[J];激光技术;2006年05期
8 杨文琴,佟明红,孙真荣,丁良恩,王祖赓;稠环芳烃有机物的三阶非线性光学性能研究[J];光谱学与光谱分析;2000年05期
9 吴远大,张乐天,邢华,韦占雄,郑伟,刘国范,张玉书;硅基平面波导材料的制作[J];功能材料与器件学报;2000年04期
10 梁英红,钟增培,李娜;具有双光子吸收的咔唑类分子的设计、合成及光谱特性[J];有机化学;2004年12期
11 曹笃霞,刘志强,王东,方奇;两个具有强双光子荧光的有机硼化合物[J];化学学报;2005年15期
12 ;光学材料 光学晶体、液晶[J];中国光学与应用光学文摘;2007年04期
13 钱鹰;黄维;路志锋;孟康;吕昌贵;崔一平;;多分枝咔唑衍生物的双光子吸收和双光子荧光性质(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2008年02期
14 杨建军;杨阳;王锐;韩伟;;啁啾飞秒激光脉冲在ZK7玻璃中成丝传输的物理特性[J];中国科学(E辑:技术科学);2008年09期
15 程乐华;李林;孙萍萍;周虹屏;田玉鹏;唐火红;;两个新型双光子吸收化合物的合成、结构和非线性光学性质[J];中国科学(B辑:化学);2009年04期
16 陈飞飞;徐铁峰;戴世勋;聂秋华;沈祥;王训四;;重金属氧化物玻璃中双光子吸收的研究[J];无机材料学报;2010年03期
17 王春,王筱梅,邵宗书,赵显,周广勇,王东,方奇,蒋民华;一种新双光子吸收材料PSPI的性能研究(英文)[J];功能材料与器件学报;2001年04期
18 黄亚萍,邓莉,王惠,林位株,王坚,梁兆熙;单羟基卟啉生色团聚合物三阶非线性特性研究[J];中山大学学报(自然科学版);2002年06期
19 王晓庆;陈宁;杨文君;;高聚物双光子吸收材料研究进展[J];现代塑料加工应用;2007年03期
20 金佳科;宋学良;李寒莹;汪茫;孙景志;;外围带咔唑基的联苯桥联二聚对苯乙烯撑的双光子吸收性能[J];高等学校化学学报;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 钟先琼;向安平;程科;蔡青;;高阶色散下饱和非线性负折射介质中的调制不稳定性[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
2 郭春雨;阮双琛;陈祖聪;欧阳德钦;闫培光;韦会峰;胡学娟;;高功率连续波泵浦超连续谱光源及其平坦化研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
3 李院民;李齐良;;有源光纤放大链路中高阶色散致调制不稳定性的研究[A];浙江省光学学会第九届学术年会暨新型光电技术青年论坛论文集[C];2005年
4 肖浩;杨华;;振幅调制连续光控制梳状频谱产生的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 李志鸿;周朴;曹涧秋;韩凯;侯静;许晓军;刘泽金;;大气湍流对超连续谱Strehl比影响的数值模拟[A];第九届全国光电技术学术交流会论文集(上册)[C];2010年
6 庞拂飞;韩秀友;蔡海文;瞿荣辉;方祖捷;;溶胶-凝胶波导环形谐振腔的实验研究[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
7 胡涛平;孙小菡;;色散缓变光纤中高阶色散和高阶非线性下的调制不稳定性[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
8 马会芳;郑龙;张霞;黄永清;任晓敏;;色散平坦微结构光纤中超连续谱的幅度噪声研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
9 丁红娟;王传奎;;不同分支分子的单双光子吸收性质[A];第十六届全国原子与分子物理学术会议论文摘要集[C];2011年
10 李倩倩;黄静;彭鸣;钟奥书;秦金贵;李振;;以N-芳基吡咯为共轭桥高分子的合成及其双光子吸收性能[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 周伟林;硅基纳米波导非线性特性及在超连续谱中的应用研究[D];华中科技大学;2012年
2 戴小玉;超常介质中的调制不稳定性和孤子传输特性研究[D];湖南大学;2009年
3 陈华英;强激光在磁化等离子体中调制不稳定性及坍塌研究[D];南昌大学;2011年
4 谭杨;光学晶体波导中的激光和非线性效应[D];山东大学;2011年
5 王彦斌;长脉冲和连续光泵浦光子晶体光纤产生超连续谱的相关研究[D];国防科学技术大学;2011年
6 项元江;人工电磁超常材料中光和电磁波的传输与控制[D];湖南大学;2011年
7 朱凝;基于硅纳米线波导的平面集成光器件的设计,制作与检测[D];浙江大学;2009年
8 孙婷婷;光子晶体光纤激光器和超连续光源的研究[D];南开大学;2008年
9 王柳;二维亚波长缺陷型MIM波导的电磁传输特性研究[D];湖南大学;2013年
10 马会芳;微结构光纤中超连续谱的产生及特性优化研究[D];北京邮电大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈飞鹏;三苯胺和咔唑齐聚物光物理性质研究[D];吉林大学;2011年
2 林蓉;掺铁铌酸锂晶体中的调制不稳定性[D];山东师范大学;2012年
3 汤伟;强激光束在非磁化等离子体中的调制不稳定性研究[D];南昌大学;2012年
4 易鹏;含超常介质的反向定向耦合器的时空调制不稳定性研究[D];湖南大学;2012年
5 舒薇;微纳光纤中调制不稳定性的理论研究[D];湖南大学;2011年
6 赵鹏;双光子分子材料的光限幅特性研究[D];山东师范大学;2010年
7 陶丽敏;推拉型分子双光子吸收的理论研究[D];山东师范大学;2003年
8 杨天赦;新型有机多枝发光分子的合成及其光致发光性能研究[D];苏州大学;2004年
9 赵典;广义非线性薛定谔方程描述的调制不稳定性、湍流、坍缩和逆级联[D];浙江大学;2011年
10 陈胜田;芳胺树枝状分子的制备与单/双光子性能研究[D];苏州大学;2010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