【摘要】：在微納波導(dǎo)中受激布里淵散射的聲光耦合效應(yīng)已經(jīng)發(fā)展成一個(gè)重要的研究領(lǐng)域。受激布里淵散射是一種基本的聲光相互作用,在傳統(tǒng)光纖中會(huì)限制光傳輸功率。隨著微光纖的發(fā)展,其具有超輕質(zhì)量、亞波長(zhǎng)、強(qiáng)限制光場(chǎng)的特性,對(duì)于聲光耦合提供了一個(gè)新的平臺(tái)。本文分析了在微光纖體系下的光力效應(yīng),分析實(shí)心和空心微光纖中的輻射壓和電致伸縮力,以及受激布里淵散射及聲光耦合。具體的工作如下:1.研究了計(jì)算光力的兩種方法,分析了波導(dǎo)中的輻射壓力和電致伸縮力�；谖⒐饫w體系,分別對(duì)實(shí)心微光纖和空心微光纖進(jìn)行理論分析,建模與仿真模擬。并發(fā)現(xiàn)輻射壓和電致伸縮數(shù)量級(jí)是差不多的。這兩種力的效應(yīng)是相反的:電致伸縮力趨向于壓縮微光纖,而輻射壓趨向于擴(kuò)張微光纖。在實(shí)心微光纖中,電致伸縮力總是比輻射壓要大。接著,改變微光纖結(jié)構(gòu)并分析空心微光纖�？招奈⒐饫w中,在比較小的尺寸下輻射壓比電致伸縮力要大,這意味著通過調(diào)整空心微光纖的結(jié)構(gòu)和尺寸,電致伸縮的效應(yīng)能夠被輻射壓的抵消。然后發(fā)現(xiàn),當(dāng)二氧化硅圓環(huán)的厚度達(dá)到大約0.75 μm時(shí),電致伸縮力能夠被輻射壓完全抵消。2.研究了輻射壓和電致伸縮力產(chǎn)生聲子并引起布里淵散射過程。揭示了在實(shí)心微光纖中,因?yàn)殡娭律炜s力和輻射壓方向相反,兩者的貢獻(xiàn)使得聲光耦合的強(qiáng)度被削弱。而在空心微光纖中,當(dāng)二氧化硅圓環(huán)的厚度大概在0.75 μm時(shí),輻射壓能夠抵消電致伸縮力,聲光耦合強(qiáng)度趨近于0。這意味著在空心微光纖中能夠完全抵消布里淵增益!這也說明了通過調(diào)整微光纖的結(jié)構(gòu)和尺寸,可以用來增強(qiáng)或者減小布里淵增益。3.分析了實(shí)心微光纖中具體的兩種聲學(xué)模式,用數(shù)值仿真軟件進(jìn)行了三維模擬仿真,計(jì)算了它們對(duì)應(yīng)的布里淵增益譜,發(fā)現(xiàn)這兩種基本聲學(xué)模式隨著實(shí)心微光纖直徑增大,布里淵頻率是非線性變化的。此外還分析了是空心微光纖、硅芯光纖中的聲光耦合效應(yīng),得到了一些新的成果。這為在微光纖中分析布里淵散射激發(fā)的高階聲學(xué)模式做了鋪墊。綜上,我們通過揭示了通過改變微光纖的結(jié)構(gòu)和參數(shù),可以控制微光纖中的光力,更進(jìn)一步的來說,可以增強(qiáng)或抑制聲光耦合效應(yīng)。對(duì)于微光纖在低閾值激光器和光學(xué)放大器中潛在的應(yīng)用具有一定的借鑒意義。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN253

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