光子晶體光纖中色散波的產生及其影響因素研究.pdf

1、色散波產生是指光脈沖在非線性介質中傳輸時受到高階色散和非線性效應的微擾而向外輻射能量的現象，它是超連續(xù)譜產生的主要物理機制之一，在很多領域都有重要應用。光子晶體光纖具有獨特的光傳輸特性，它的出現為非線性光纖光學領域的研究注入了新的活力。光子晶體光纖中色散波的產生是一個基本的非線性光學問題，同時又是一個非常復雜的非線性過程，受多種因素的制約，已成為近幾年來研究的熱點。本文研究了光子晶體光纖中色散波的產生及其影響因素，取得了如下主要成果：<

2、br>　　 第一，基于光子晶體光纖中光脈沖傳輸的非線性薛定諤方程，分析了光子晶體光纖中色散波的產生及其影響因素。光子晶體光纖中色散波的產生需要滿足相位匹配條件，而且在色散波產生前，頻譜還要有足夠的寬度以更好地實現相位匹配。在控制色散波產生位置方面，三階色散為正(負)的光子晶體光纖中產生的是藍(紅)移色散波；第二個零色散波長越長，產生的紅移色散波的波長也越長；泵浦脈沖的峰值功率越大，產生的藍移色散波的波長越短。在控制色散波產生的效率方面

3、，泵浦脈沖的峰值功率越大，藍移色散波產生的效率越高；初始頻率正(負)啁啾提高(降低)了藍移色散波的產生效率；泵浦脈沖的中心波長越長，紅移色散波產生的效率越高。
　　 第二，完善了兩級光纖中色散波產生的計算機程序，并用該程序研究了兩級光纖中色散波的產生。在級聯的普通單模光纖和高非線性SF57光子晶體光纖中得到了寬帶平坦的中紅外超連續(xù)譜。仿真結果表明，色散波放大是中紅外超連續(xù)譜產生的主要物理機制，獲得平坦性較好的超連續(xù)譜需要優(yōu)化第二

4、級光纖的長度，此外，生成的紅移色散波會隨著泵浦脈沖峰值功率的增大進一步向長波長方向展寬。
　　 第三，數值研究了具有三個零色散波長的光子晶體光纖中色散波孤子的產生。由于第三個零色散波長的存在，具有三個零色散波長的光子晶體光纖擁有兩個反常色散區(qū)，且有很寬的相位匹配范圍。模擬結果顯示，不僅在兩正常色散區(qū)得到了色散波，還在另一反常色散區(qū)得到了色散波孤子。該色散波孤子轉移了大部分泵浦脈沖的能量，具有更高的頻率轉換效率，而且，在高頻反常色