【摘要】：超連續(xù)譜是一種頻譜展寬的物理現(xiàn)象,這種物理現(xiàn)象涉及到各種非線性效應(yīng)和色散效應(yīng)的影響。光子晶體光纖具有其它非線性介質(zhì)所沒有的特性,如可控的色散特性、無截止頻率單模傳輸和增強的非線性特性,因此被廣泛應(yīng)用于研究產(chǎn)生超連續(xù)譜。近年來,基于光子晶體光纖中產(chǎn)生超連續(xù)譜的研究受到了廣泛關(guān)注。在光譜學(xué)、計量學(xué)、光波通信及脈沖壓縮等相關(guān)領(lǐng)域,高相干度的超連續(xù)譜光源具有廣泛的應(yīng)用前景,因此研究如何進一步優(yōu)化超連續(xù)譜,提高超連續(xù)譜相干特性以滿足實際應(yīng)用的需求是十分必要的。本文基于現(xiàn)有的研究基礎(chǔ),對光子晶體光纖中產(chǎn)生高相干度近紅外和中紅外超連續(xù)譜進行了深入討論,研究如何進一步提高超連續(xù)譜的頻譜寬度、平坦度及其相干特性。研究內(nèi)容如下:1、研究了全波段正常色散光子晶體光纖中近紅外超連續(xù)譜的產(chǎn)生及其相干特性。研究表明,通過優(yōu)化調(diào)制參數(shù)可以提高超連續(xù)譜的帶寬、平坦度和相干特性。當(dāng)調(diào)制深度大于0.3時,超連續(xù)譜的相干度急劇下降;隨著調(diào)制頻率的增加,超連續(xù)譜的相干性先變好,后變差,當(dāng)調(diào)制頻率為24 THz時,超連續(xù)譜的相干性最好。當(dāng)選取調(diào)制脈沖的最佳優(yōu)化參數(shù)(調(diào)制深度為0.3,調(diào)制頻率為24 THz)時,獲得了10 dB帶寬為1305 nm的超連續(xù)譜,在展寬的頻帶范圍內(nèi),超連續(xù)譜的相干度均在0.9以上,表明超連續(xù)譜具有良好的相干特性。2、研究了基于光柵對壓縮器的近紅外超連續(xù)譜脈沖壓縮技術(shù)。研究表明,光柵對特別適合于具有線性啁啾脈沖的壓縮。通過選擇適當(dāng)?shù)某跏歼笨墒钩B續(xù)譜脈沖啁啾趨于線性,從而改善了超連續(xù)譜脈沖的壓縮效果。模擬結(jié)果表明:隨著初始啁啾的不斷增加,壓縮脈沖的脈寬不斷增加,但脈沖的壓縮質(zhì)量先增加后減小。當(dāng)初始啁啾為3.5時,脈沖壓縮質(zhì)量最好,此時有最佳初始啁啾3.5。當(dāng)初始啁啾為3.5,傳輸距離為5.8 mm時,脈寬為53.6 fs的脈沖通過光柵對后被壓縮到9.15 fs,脈沖壓縮質(zhì)量高達95.4%。3、研究了全波段正常色散As_2S_3光子晶體光纖中紅外超連續(xù)譜的產(chǎn)生及其相干特性。研究表明:泵浦脈沖的脈寬越短越有利于高相干度超連續(xù)譜的產(chǎn)生;入射功率越高越不利于高相干度的超連續(xù)譜的產(chǎn)生;引入初始啁啾可以改善超連續(xù)譜的相干特性。通過優(yōu)化參數(shù),在最佳初始啁啾為-4、入射峰值功率為100 W、光纖長度為20 cm和脈沖寬度為50 fs時,得到了3 dB帶寬為2484 nm的超連續(xù)譜,在頻譜的展寬范圍內(nèi),相干度均在0.89以上,表明超連續(xù)譜具有良好的相干特性。
【圖文】：

層的有效折射率高，從而使光以全內(nèi)反射的形式在光纖中傳導(dǎo)，其導(dǎo)波方式與全內(nèi)反射(Total internal reflection)原理相似。現(xiàn)階段，折射率引導(dǎo)型光纖采用的制作材料通常為石英材料，其結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示[52]。接下來將對光子帶隙型光子晶體光纖進行介紹，與折射率引導(dǎo)型光纖的導(dǎo)光機制不同，帶隙光子晶體光纖通過光子帶隙效應(yīng)限制光波在光纖中的傳輸。光子帶隙光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)與折射率引導(dǎo)型光子晶體光纖結(jié)構(gòu)大致相似，也有周期排列的空氣孔，但纖芯部分不再是實心，而是空氣孔，其結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示[52]。圖 1.1 光子晶體光纖結(jié)構(gòu)圖

內(nèi)反射(Total internal reflection)原理相似。現(xiàn)階段，折射率引導(dǎo)型光纖采用的制作材料通常為石英材料，其結(jié)構(gòu)如圖 1.2 所示[52]。接下來將對光子帶隙型光子晶體光纖進行介紹，，與折射率引導(dǎo)型光纖的導(dǎo)光機制不同，帶隙光子晶體光纖通過光子帶隙效應(yīng)限制光波在光纖中的傳輸。光子帶隙光子晶體光纖的結(jié)構(gòu)與折射率引導(dǎo)型光子晶體光纖結(jié)構(gòu)大致相似，也有周期排列的空氣孔，但纖芯部分不再是實心，而是空氣孔，其結(jié)構(gòu)如圖 1.3 所示[52]。圖 1.2 折射率引導(dǎo)型光子晶體光纖結(jié)構(gòu)圖
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN253

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 成純富;王又青;歐藝文;張金業(yè);;高相干度超連續(xù)譜的產(chǎn)生和脈沖壓縮的研究[J];激光技術(shù);2013年05期

2 靳愛軍;王澤鋒;侯靜;王彥斌;姜宗福;;光子晶體光纖反常色散區(qū)抽運產(chǎn)生超連續(xù)譜的相干特性分析[J];物理學(xué)報;2012年12期

3 李熒;侯靜;王彥斌;靳愛軍;姜宗福;;高相干度超連續(xù)譜產(chǎn)生的理論研究[J];物理學(xué)報;2012年09期

4 王偉;侯藍田;;光子晶體光纖的現(xiàn)狀和發(fā)展[J];激光與光電子學(xué)進展;2008年02期

本文編號：2710164