非線性光纖中超連續(xù)譜的研究.pdf

1、超連續(xù)譜是指強(qiáng)短脈沖通過(guò)非線性介質(zhì)時(shí)，由于自相位調(diào)制，交叉相位調(diào)制，受激拉曼散射和四波混頻等非線性效應(yīng)與光纖的群速度色散的共同作用而使脈沖頻譜展寬的一種現(xiàn)象。自從人們第一次觀察到光纖中的超連續(xù)譜的現(xiàn)象后，對(duì)超連續(xù)譜的研究就沒(méi)有間斷過(guò)。人們對(duì)超連續(xù)譜的研究經(jīng)歷了單模光纖到錐形光纖一直到現(xiàn)在的光子晶體光纖這樣一個(gè)逐步發(fā)展的過(guò)程。光子晶體光纖由于它奇異的色散特性以及靈活的設(shè)計(jì)方法，在超連續(xù)譜中的產(chǎn)生中有著無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)?；诖?，本文主要數(shù)值模

2、擬了光子晶體光纖中超連續(xù)譜的產(chǎn)生情況。
　　 本文主要的工作有：從麥克斯韋方程組出發(fā)，推導(dǎo)了描述短光脈沖在光纖中的傳輸方程：廣義的非線性薛定諤方程。為了數(shù)值求解廣義非線性薛定諤方程，運(yùn)用了分步傅立葉方法，并為了提高精度，對(duì)分步傅立葉方法進(jìn)行了改進(jìn)，即對(duì)稱分步傅立葉方法，并對(duì)模擬仿真中的一些注意問(wèn)題進(jìn)行了說(shuō)明及改進(jìn)。數(shù)值模擬了光子晶體光纖中的超連續(xù)譜的產(chǎn)生，對(duì)于各種參量例如光纖參量：光纖長(zhǎng)度和初始啁啾值對(duì)超連續(xù)譜的影響進(jìn)行了詳細(xì)的

3、討論；然后對(duì)輸入脈沖參量：初始脈寬及峰值功率對(duì)超連續(xù)譜的影響也進(jìn)行了認(rèn)真的分析。通過(guò)模擬我們發(fā)現(xiàn)，超連續(xù)譜的展寬分為三個(gè)階段：初始展寬，劇烈展寬和飽和展寬。在這三個(gè)階段中，各種參量的影響也是不一樣的，選取合適的參量，可以提高超連續(xù)譜產(chǎn)生的效率，得到更為平坦展寬的超連續(xù)譜。并且在光纖的正常色散區(qū)和反常色散區(qū)產(chǎn)生的超連續(xù)譜的情況也是不一樣的，經(jīng)證實(shí)，反常色散區(qū)更有利于超連續(xù)譜的產(chǎn)生。最后提出了改善超連續(xù)譜的寬度和平坦度的方法，運(yùn)用兩根光纖相