具有兩個(gè)零色散點(diǎn)的光子晶體光纖中超連續(xù)譜產(chǎn)生的研究.pdf

1、光子晶體光纖與傳統(tǒng)光纖相比有一些特殊的光學(xué)特性，如無截止單模、豐富的光學(xué)非線性、不同尋常的色散等，在光通信等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。超連續(xù)譜產(chǎn)生是光子晶體光纖的眾多應(yīng)用中最令人激動(dòng)的非線性光學(xué)現(xiàn)象，因?yàn)樗鼰o論在科學(xué)研究還是在實(shí)際工程中都有著廣泛的應(yīng)用，成為近幾年的研究熱點(diǎn)。本文研究具有兩個(gè)零色散點(diǎn)的光子晶體光纖中的超連續(xù)譜產(chǎn)生，取得如下主要結(jié)果： 第一，光子晶體光纖中光脈沖傳輸和超連續(xù)譜的產(chǎn)生是極其復(fù)雜的過程，許多高階線性和非線

2、性效應(yīng)已經(jīng)不能忽略，數(shù)值模擬是重要且有效的手段。本文基于廣義非線性薛定諤方程開發(fā)出了能夠模擬光脈沖非線性傳輸和超連續(xù)譜產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)程序，與文獻(xiàn)結(jié)果比對(duì)，驗(yàn)證了程序的正確性。 第二，利用數(shù)值模擬方法，揭示了兩種不同結(jié)構(gòu)的光子晶體光纖中的超連續(xù)譜產(chǎn)生規(guī)律。對(duì)于兩個(gè)零色散點(diǎn)相距較遠(yuǎn)（570nm）的光子晶體光纖，在傳輸?shù)某跏茧A段，孤子自頻移效應(yīng)可以忽略不計(jì)，頻譜的展寬主要依賴于自相位調(diào)制和色散波放大，但受激拉曼散射減緩了色散波的形成速度

3、；在傳輸?shù)暮罄m(xù)階段，孤子自頻移使得反常色散區(qū)的能量不斷轉(zhuǎn)移到長(zhǎng)波長(zhǎng)處，頻譜逐漸緩慢展寬。對(duì)于兩個(gè)零色散點(diǎn)相距較近（170nm）的光子晶體光纖，頻譜的展寬主要依賴于自相位調(diào)制和四波混頻，由于反常色散區(qū)的范圍相對(duì)于前一種光纖要窄，故反常色散區(qū)的能量很快就進(jìn)入正常色散區(qū)，且達(dá)到飽和展寬所需的傳輸距離比前一種光纖短。 第三，數(shù)值模擬研究了初始噪聲和初始頻率啁啾對(duì)超連續(xù)譜產(chǎn)生的影響。對(duì)于有初始噪聲的情形，利用線性穩(wěn)定性分析方法，獲得了噪聲