光子晶體光纖中超連續(xù)譜激光光源的理論和實驗研究.pdf

1、近年來，超連續(xù)譜寬帶光源由于在光通信、光相干層析測量、光譜學等領(lǐng)域的廣泛應用而倍受青睞。光子晶體光纖因其具有較高的非線性和可控的群速度色散特性，比一般光纖更容易產(chǎn)生超連續(xù)譜，而且可以在可見光范圍內(nèi)實現(xiàn)反常色散，因此對光子晶體光纖中超連續(xù)譜的研究具有重要的理論和現(xiàn)實意義。本論文從實驗和理論兩個方面對光子晶體光纖中超連續(xù)譜激光光源進行了較為深入的研究。本論文的主要內(nèi)容包括： 1．從波動方程入手，對光脈沖在非線性光纖中的傳輸方程進行了

2、理論推導，簡述了本論文在求解該方程時所采用的數(shù)值模擬方法。 2．理論研究了孤子光脈沖在正色散區(qū)域的光子晶體光纖中傳輸時，超連續(xù)譜的形成機理，分析了入射光脈沖的孤子階數(shù)、初始啁啾、中心波長、脈沖寬度及光子晶體光纖的高階色散、高階非線性以及光纖長度對超連續(xù)激光光譜的影響。研究發(fā)現(xiàn)，孤子階數(shù)不同，超連續(xù)激光光譜的形成機理不同；在其它參量相同的情況下，初始脈沖越寬，形成的超連續(xù)激光光譜越寬；平坦的、較寬的超連續(xù)譜的產(chǎn)生存在著-最佳光纖長

3、度。 3．實驗上，我們利用非線性偏振旋轉(zhuǎn)技術(shù)實現(xiàn)鎖模，在環(huán)形腔摻鉺光纖激光器中得到了脈寬為462.0fs、中心波長為1556.0nm的超短光脈沖。將該光脈沖經(jīng)摻鉺光纖放大器進行放大后，輸入到光子晶體光纖中，得到了20dB帶寬約為130 nm的超連續(xù)激光光譜。實驗詳細觀測了輸入光脈沖的能量對超連續(xù)激光光譜形成的影響。 4．利用數(shù)值模擬方法，研究了光脈沖在負色散區(qū)域的光子晶體光纖中傳輸時超連續(xù)激光光譜的形成過程，并對上述實驗