光子晶體光纖的非線性與負(fù)折射特性研究.pdf

1、光子晶體光纖是沿軸向均勻排列著多層空氣孔的一種新型光纖。與傳統(tǒng)光纖相比，它表現(xiàn)出許多優(yōu)異的特性，其中之一就是非線性效應(yīng)。負(fù)折射物質(zhì)是最近幾年才提出的一種全新的人工合成材料，并且由于其獨特的性質(zhì)和廣闊的應(yīng)用前景而倍受關(guān)注。論文所做的主要工作如下： 1.詳細(xì)地研究了實芯六角形光子晶體光纖的非線性系數(shù)與不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。利用有效折射率法，對以正負(fù)兩種不同介質(zhì)為背景材料的光子晶體光纖的非線性系數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)值分析，得到了非線性系數(shù)隨

2、結(jié)構(gòu)參量的變化規(guī)律。結(jié)果表明：無論背景材料的折射率為正，還是為負(fù)，增大空氣孔的直徑d或者減小空氣孔的間距人都會使非線性系數(shù)增大；不同的是，當(dāng)背景材料取為負(fù)折射率材料時，會出現(xiàn)負(fù)的非線性系數(shù)。 2.采用多極法對空(氣)芯六角形光子晶體光纖的非線性系數(shù)與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系進(jìn)行了研究。通過改變結(jié)構(gòu)參量，分析對比了以正負(fù)兩種不同介質(zhì)為背景材料的光子晶體光纖的非線性系數(shù)，發(fā)現(xiàn)可存在一個最優(yōu)的結(jié)構(gòu)參量，使非線性系數(shù)取得最大值或最小值以及負(fù)值。

3、 3.利用光學(xué)傳輸矩陣方法對在缺陷介質(zhì)中摻入和未摻入激活雜質(zhì)的同軸光子晶體光纖結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬計算，由此得到同軸光子晶體光纖的摻雜局域場特征以及受激輻射增強使透射率大于1現(xiàn)象之間的內(nèi)在規(guī)律，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步研究了在同軸光子晶體光纖中引入高折射率雜質(zhì)而獲得窄的透過帶。 4.用時域有限差分法研究了三角結(jié)構(gòu)的等效負(fù)折射率光子晶體透射譜，通過分析發(fā)現(xiàn)，選擇合適的波源中心頻率，可出現(xiàn)唯一的正或負(fù)的很強的透射峰，從而形成單向?qū)Ч庑?/p>