【摘要】：最近,一種被稱為艾里脈沖的新型光學(xué)脈沖進(jìn)入了光學(xué)研究者們的視線。它能能夠在傳輸?shù)臅r(shí)候恢復(fù)自己的主瓣峰值能量,這意味著它相比于普通光脈沖能夠在空間中傳輸相當(dāng)長(zhǎng)的距離而無需去人為地為其中繼補(bǔ)充能量。同時(shí),它在光學(xué)介質(zhì)中能夠有效地抵抗色散效應(yīng)對(duì)其造成脈沖波形展寬,在光傳輸中有著莫大的優(yōu)勢(shì)。另外它還有在傳輸過程中,群速度自主增加導(dǎo)致傳輸軌跡彎曲的新奇特性。由于這些與眾不同的脈沖特性,艾里脈沖成為了光學(xué)研究的一個(gè)熱門�；诖�,本文對(duì)艾里脈沖在兩種光子晶體光纖中的傳輸特性展開了研究。首先,我們通過理論解析和數(shù)值分析的方式研究了艾里脈沖在液芯光子晶體光纖中的傳輸動(dòng)態(tài),該種光纖是一種非瞬時(shí)響應(yīng)的介質(zhì)。在該介質(zhì)的德拜模型影響下,與加速型艾里脈沖和普通高斯脈沖不同,減速型艾里脈沖在較弱和正常的非瞬時(shí)響應(yīng)下能夠演化成一個(gè)獨(dú)立穩(wěn)定的孤子。因此,可以通過時(shí)域整形來利用艾里脈沖控制孤子的產(chǎn)生。這一效果嚴(yán)格依賴于時(shí)間響應(yīng)系數(shù),并能夠用來作為測(cè)量德拜型響應(yīng)函數(shù)的一個(gè)方法。對(duì)于非瞬時(shí)響應(yīng)極高的情況,我們?cè)诶碚摲治鲋械玫桨锩}沖仍然能夠變換成一個(gè)減速的艾里波包,并在后面的數(shù)值分析中得到驗(yàn)證。然后,我們數(shù)值研究了帶有初始啁啾的艾里脈沖在有兩個(gè)零色散波長(zhǎng)的光子晶體光纖中產(chǎn)生的超連續(xù)譜。發(fā)現(xiàn)初始啁啾會(huì)讓艾里脈沖的初始頻譜變成類似其時(shí)域波形的艾里圖案,并造成了該頻譜的展寬。在研究中,我們對(duì)比了減速型與加速型艾里脈沖所產(chǎn)生的超連續(xù)譜受不同正負(fù)啁啾的影響,最終得出結(jié)論:使用減速型艾里脈沖并引入適當(dāng)?shù)恼蹦軌蚋行实禺a(chǎn)生飽和寬度更大的超連續(xù)譜。另外,研究中還考慮了艾里脈沖的截止系數(shù)不同,會(huì)讓啁啾對(duì)超連續(xù)譜的影響產(chǎn)生什么變化。
【圖文】：

圖 1.1 利用空間光調(diào)制器產(chǎn)生艾里光束裝置圖光器發(fā)射的激光經(jīng)過擴(kuò)束鏡擴(kuò)束和平面、分束鏡調(diào)整光路入射，被調(diào)制器內(nèi)部的呈立方相位分布相位膜片所調(diào)制后再反射出鏡的傅里葉變換后，在該透鏡的焦距 f 處即可獲得有限能量艾物鏡放大所獲的艾里光束，可用相機(jī)觀察其能量分布的詳細(xì)結(jié)掉物鏡，移動(dòng)相機(jī)來觀察艾里光束傳輸不同距離后的光場(chǎng)變化自聚焦的特性。這種最早期的生產(chǎn)方法得到的艾里光其功率會(huì)器的損傷閾值，僅適合用于最基本的光束特性觀察而難以進(jìn)行艾里光束的研究逐漸熱門，產(chǎn)生艾里光束的方法經(jīng)過改良和優(yōu)。其中大多是選擇了對(duì)最初限制較大的液晶空間光調(diào)制器進(jìn)行的光柵[9]或連續(xù)相位板[10]。作為性能更好的調(diào)制器，許多特殊二次非線性光子晶體[11]、高分子分散液晶[12]、聲光晶體[13]。

的來選擇最適合的生產(chǎn)方法。原則上說盡可能讓生產(chǎn)成本降低，并保持輸出光的功率大、衍射小是艾里光生產(chǎn)方法的發(fā)展趨勢(shì)。1.1.3 艾里脈沖的特性作為艾里光束在時(shí)間域的另一種表現(xiàn)形式，，艾里脈沖有著和艾里光束同樣的特性，艾里光束原本的無衍射、自彎曲特性在時(shí)間域中對(duì)應(yīng)為艾里脈沖的無色散、自加速（減速）特性，自愈合特性則不變。所謂無色散特性，指的是無限能量艾里脈沖在光學(xué)介質(zhì)中不會(huì)隨著傳輸時(shí)間增加而受到色散的影響而展寬，由于實(shí)際應(yīng)用的艾里脈沖和艾里光束一樣是有限能量的，并不是完全無色散，但是相比普通的高斯脈沖，艾里脈沖能傳輸相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間而保持峰值能量在較高的數(shù)值。艾里光束在空間傳輸?shù)能壽E自彎曲現(xiàn)象在光學(xué)介質(zhì)中則表現(xiàn)為艾里脈沖隨著傳輸時(shí)間增加群速度逐漸增加或降低，艾里脈沖的自加速（減速）特性取決于生產(chǎn)該脈沖時(shí)，用于調(diào)制高斯脈沖的相位膜片的正負(fù)。艾里脈沖的脈沖形狀如下圖所示：
【學(xué)位授予單位】：深圳大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN253

【參考文獻(xiàn)】

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1 倪屹,安亮,張磊,彭江得;用于色散補(bǔ)償?shù)碾p芯光子晶體光纖設(shè)計(jì)[J];電子學(xué)報(bào);2004年12期

本文編號(hào)：2680632