微結(jié)構(gòu)光纖相位匹配及頻率變換的研究.pdf

1、微結(jié)構(gòu)光纖結(jié)構(gòu)的多樣性使得它具有很多傳統(tǒng)光纖不具備的優(yōu)良特性，如：多零色散波長、色散平坦、高雙折射、高非線性等，這些特點(diǎn)使得微結(jié)構(gòu)光纖在頻率變換方面有著重要的應(yīng)用。本文針對多零色散波長微結(jié)構(gòu)光纖能滿足幾組相位匹配；三角形微結(jié)構(gòu)光纖的四波混頻有何特點(diǎn)；高雙折射高非線性微結(jié)構(gòu)光纖中拉曼孤子自頻移受什么因素影響問題進(jìn)行了研究，分析了實(shí)現(xiàn)頻率變換的不同方法。本文主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，介紹了研究微結(jié)構(gòu)光纖的理論基礎(chǔ)，即研究微結(jié)構(gòu)光纖

2、的數(shù)值方法和各個光學(xué)特性的計算公式。
　　其次，研究了多零色散波長微結(jié)構(gòu)光纖的相位匹配，即設(shè)計了具有三個及四個零色散波長的微結(jié)構(gòu)光纖，利用多極法對這些光纖進(jìn)行了數(shù)值模擬，分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對色散的影響，并且數(shù)值模擬了泵浦波長分別位于各個零色散波長、正常色散區(qū)和反常色散區(qū)的相位失配情況。
　　再次，設(shè)計了一種三角形微結(jié)構(gòu)光纖，利用全矢量有限元法對其模式特性、色散和相位匹配情況進(jìn)行了研究。最后選取了實(shí)驗(yàn)室自制的光纖利用中心波長為85

3、0nm的飛秒激光泵浦，進(jìn)行了四波混頻的實(shí)驗(yàn)研究，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行了合理的解釋，理論分析與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。
　　最后，研究了不同實(shí)驗(yàn)條件下微結(jié)構(gòu)光纖中拉曼孤子自頻移問題。選取了實(shí)驗(yàn)室自制的高雙折射高非線性雙零色散波長微結(jié)構(gòu)光纖，利用有限元法計算了光纖的各種特性參數(shù)，再利用鈦藍(lán)寶石飛秒激光器對此光纖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到了中紅外拉曼孤子，再通過改變泵浦光的偏振態(tài)，泵浦功率，泵浦波長，光纖長度來研究這些因素對拉曼孤子自頻移的影響，得到了寬帶可調(diào)的