基于受激布里淵散射的光子晶體光纖慢光傳輸研究.pdf

1、光子晶體光纖具有與傳統(tǒng)光纖不同的優(yōu)良特性，例如高雙折射、高非線(xiàn)性、色散可控和無(wú)限單模傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，其在光信號(hào)傳輸、光傳感等領(lǐng)域具有無(wú)可比擬的優(yōu)越性，而且隨著光子晶體光纖應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)展，新型光子晶體光纖的設(shè)計(jì)、分析和應(yīng)用成為近年來(lái)熱門(mén)研究領(lǐng)域之一。本論文基于受激布里淵散射效應(yīng)并結(jié)合SBS慢光理論，將光子晶體應(yīng)用在慢光傳輸中，其主要研究成果包括:
　　(1)基于CS2材料設(shè)計(jì)了一種具有優(yōu)良慢光特性的液體填充光子晶體光纖(LCPCF)

2、。采用全矢量有限元法分析研究了該LCPCF的基本特性，并結(jié)合SBS慢光理論數(shù)值分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)受激布里淵效應(yīng)閾值、布里淵增益、時(shí)間延遲等特性的影響。由數(shù)值仿真可知，合理調(diào)整光纖的各項(xiàng)結(jié)構(gòu)參數(shù)，使得其在波長(zhǎng)λ=1.064μm處非線(xiàn)性系數(shù)γ可達(dá)到15W-1·m-1。此外，當(dāng)結(jié)構(gòu)參數(shù)Λ=1.2μm、d1=0.9μm、d2=0.5μm時(shí)，實(shí)現(xiàn)了在泵浦功率為65.8mW情況下，1m長(zhǎng)的LCPCF在λ=1.064μm處可獲得134.44ns的慢光延

3、遲量。
　　(2)設(shè)計(jì)了一種以As2S3材料作為背景材料，As38Se62材料作為實(shí)芯纖芯的混合型光子晶體光纖，該結(jié)構(gòu)采用全圓孔，便于拉制。由于采用的這兩種材料折射率很高，且折射率值相差較大，所以即使在較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)下也可以獲得很高的非線(xiàn)性。結(jié)果表明:在波長(zhǎng)1550nm處，通過(guò)調(diào)節(jié)包層空氣孔的孔間距和纖芯圓孔半徑，確定了最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)為Λ=1μm，r2=0.3um，r1/Λ=0.3。在波長(zhǎng)1550nm處，該結(jié)構(gòu)的有效模面積達(dá)到最小0

4、.572um2，非線(xiàn)性系數(shù)達(dá)到最大78W-1m-1，實(shí)現(xiàn)了單模傳輸，同時(shí)在泵浦功率為5.2mW時(shí)，1m長(zhǎng)的混合型實(shí)芯光子晶體光纖科獲得236ns的最大慢光延遲量。
　　(3)設(shè)計(jì)了一種基于A(yíng)s2Se3背景材料的光子晶體光纖。在纖芯處引入4個(gè)圓形空氣孔，整個(gè)結(jié)構(gòu)中采用的空氣孔均為圓形，通過(guò)全矢量有限元法數(shù)值模擬可得，在一定的參數(shù)條件下，其在1.56μm波長(zhǎng)處的有效模面積最小達(dá)到0.49um2，非線(xiàn)性系數(shù)達(dá)到89.8W-1·m-1。確