微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-05-18 14:59
慢光(即減慢光的群速度),由于其在全光信號(hào)處理系統(tǒng)中具有數(shù)據(jù)同步、作可變光學(xué)延時(shí)線和光學(xué)開(kāi)關(guān)等潛在的應(yīng)用,吸引了研究人員的廣泛興趣。目前,慢光效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理可分為兩大類(lèi)——基于材料色散和基于結(jié)構(gòu)色散。另外,微納光纖具有強(qiáng)的倏逝場(chǎng)、強(qiáng)的光場(chǎng)約束能力、低的傳輸和彎曲損耗等特性,由微納光纖制作的微光纖結(jié)型諧振器,在微納光學(xué)濾波、傳感、調(diào)諧、非線性和激光等方面具有廣泛的應(yīng)用。微光纖結(jié)型諧振器的特殊結(jié)構(gòu)決定了其對(duì)光場(chǎng)傳輸具有周期性調(diào)控作用,可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)的結(jié)構(gòu)色散,進(jìn)而產(chǎn)生慢光效應(yīng)。然而,關(guān)于該類(lèi)諧振器慢光技術(shù)的研究還未見(jiàn)有系統(tǒng)深入的報(bào)道。本論文在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的支持下,對(duì)不同結(jié)構(gòu)的微光纖結(jié)型諧振器的光傳輸和慢光效應(yīng)及其技術(shù)開(kāi)展了理論和實(shí)驗(yàn)研究。主要研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新性成果可概述如下:(1)分別研究了單環(huán)微光纖結(jié)型諧振器、兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器和兩環(huán)串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器的光場(chǎng)傳輸和波譜調(diào)控的理論分析模型。在此基礎(chǔ)上,分別推導(dǎo)了多環(huán)(n環(huán))并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器和多環(huán)(n環(huán))串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器的相應(yīng)理論關(guān)系。提出了一種基于聚合物微光纖輔助的微光纖結(jié)型諧振器制作方法。利用該方法成功制作了單環(huán)微光纖結(jié)型...
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:135 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 選題目的和意義
1.2 研究背景和研究現(xiàn)狀
1.2.1 慢光技術(shù)的研究進(jìn)展
1.2.2 微納光纖及微光纖結(jié)型諧振器研究進(jìn)展
1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)和結(jié)構(gòu)安排
2 慢光現(xiàn)象的基本原理
2.1 慢光基礎(chǔ)
2.1.1 相速度和脈沖傳輸
2.1.2 Kramers-Kronig關(guān)系
2.1.3 群速度和色散
2.2 慢光技術(shù)的產(chǎn)生機(jī)理
2.2.1 基于材料色散的慢光技術(shù)
2.2.2 基于結(jié)構(gòu)色散的慢光技術(shù)
2.2.3 材料色散慢光和結(jié)構(gòu)色散慢光的聯(lián)系與區(qū)別
2.3 本章小結(jié)
3 微光纖結(jié)型諧振器的理論分析模型及制備
3.1 微納光纖簡(jiǎn)介及制備
3.1.1 微納光纖簡(jiǎn)介
3.1.2 微納光纖光學(xué)特性模擬
3.1.3 微納光纖的制備
3.2 微光纖結(jié)型諧振器的理論分析模型
3.2.1 單環(huán)微光纖結(jié)型諧振器
3.2.2 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器
3.2.3 兩環(huán)串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器
3.2.4 n環(huán)并聯(lián)/串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器
3.3 微光纖結(jié)型諧振器的制作方法
3.3.1 微光纖結(jié)型諧振器的常用制作方法
3.3.2 一種基于聚合物微光纖輔助的微光纖結(jié)型諧振器制作方法
3.4 本章小結(jié)
4 微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究
4.1 微光纖結(jié)型諧振器光譜特性研究
4.1.1 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器透射光譜特性
4.1.2 兩環(huán)串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器透射光譜特性
4.2 單環(huán)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究
4.2.1 單環(huán)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論模擬
4.2.2 單環(huán)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究
4.3 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究
4.3.1 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論模擬
4.3.2 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究
4.4 兩環(huán)串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論研究
4.5 n環(huán)并聯(lián)/串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論研究
4.6 本章小結(jié)
5 基于微光纖結(jié)型諧振器結(jié)構(gòu)優(yōu)化的慢光性能改善技術(shù)研究
5.1 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其慢光特性
5.1.1 基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的類(lèi)電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)及慢光特性的理論分析
5.1.2 基于準(zhǔn)電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)的寬帶慢光實(shí)驗(yàn)研究
5.2 帶有Sagnac環(huán)形反射器的兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器的慢光技術(shù)
5.2.1 理論模型和數(shù)值模擬
5.2.2 器件制作和光譜特性
5.2.3 慢光實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析
5.3 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
6.1 本論文工作總結(jié)
6.2 對(duì)未來(lái)研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]并聯(lián)結(jié)構(gòu)微光纖雙結(jié)諧振器中的慢光效應(yīng)(英文)[J]. 徐益平,任立勇,王英利,孔旭東,梁健,巨海娟,喬敦. 光子學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]不同結(jié)構(gòu)微光纖雙結(jié)諧振器光譜特性理論和實(shí)驗(yàn)(英文)[J]. 徐益平,任立勇,馬成舉,王英利,孔旭東,梁健,巨海娟. 光子學(xué)報(bào). 2015(04)
[3]光纖參量放大增益譜邊帶快慢光特性研究[J]. 趙建朋,羅斌,潘煒,閆連山,朱宏娜,鄒喜華,葉佳. 物理學(xué)報(bào). 2014(04)
[4]納米光纖的色散特性及其超連續(xù)譜產(chǎn)生[J]. 李林栗,馮國(guó)英,楊浩,周?chē)?guó)瑞,周昊,朱啟華,王建軍,周壽桓. 物理學(xué)報(bào). 2009(10)
[5]光纖色散對(duì)光纖通信系統(tǒng)中繼距離主要影響分析[J]. 粟小玲,朱春祥. 信息通信. 2008(02)
[6]光纖布拉格光柵的耦合模理論分析[J]. 劉漢平,王健剛,趙圣之,陳冰泉. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2006(04)
[7]固體介質(zhì)中光速減慢現(xiàn)象的研究[J]. 范保華,掌蘊(yùn)東,袁萍. 物理學(xué)報(bào). 2005(10)
[8]紅寶石晶體中慢光現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)[J]. 掌蘊(yùn)東,范保華,袁萍,馬祖光. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2004(12)
本文編號(hào):3193996
【文章來(lái)源】:中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)陜西省
【文章頁(yè)數(shù)】:135 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
致謝
摘要
ABSTRACT
1 緒論
1.1 選題目的和意義
1.2 研究背景和研究現(xiàn)狀
1.2.1 慢光技術(shù)的研究進(jìn)展
1.2.2 微納光纖及微光纖結(jié)型諧振器研究進(jìn)展
1.3 本論文的主要研究?jī)?nèi)容、創(chuàng)新點(diǎn)和結(jié)構(gòu)安排
2 慢光現(xiàn)象的基本原理
2.1 慢光基礎(chǔ)
2.1.1 相速度和脈沖傳輸
2.1.2 Kramers-Kronig關(guān)系
2.1.3 群速度和色散
2.2 慢光技術(shù)的產(chǎn)生機(jī)理
2.2.1 基于材料色散的慢光技術(shù)
2.2.2 基于結(jié)構(gòu)色散的慢光技術(shù)
2.2.3 材料色散慢光和結(jié)構(gòu)色散慢光的聯(lián)系與區(qū)別
2.3 本章小結(jié)
3 微光纖結(jié)型諧振器的理論分析模型及制備
3.1 微納光纖簡(jiǎn)介及制備
3.1.1 微納光纖簡(jiǎn)介
3.1.2 微納光纖光學(xué)特性模擬
3.1.3 微納光纖的制備
3.2 微光纖結(jié)型諧振器的理論分析模型
3.2.1 單環(huán)微光纖結(jié)型諧振器
3.2.2 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器
3.2.3 兩環(huán)串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器
3.2.4 n環(huán)并聯(lián)/串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器
3.3 微光纖結(jié)型諧振器的制作方法
3.3.1 微光纖結(jié)型諧振器的常用制作方法
3.3.2 一種基于聚合物微光纖輔助的微光纖結(jié)型諧振器制作方法
3.4 本章小結(jié)
4 微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究
4.1 微光纖結(jié)型諧振器光譜特性研究
4.1.1 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器透射光譜特性
4.1.2 兩環(huán)串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器透射光譜特性
4.2 單環(huán)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究
4.2.1 單環(huán)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論模擬
4.2.2 單環(huán)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究
4.3 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究
4.3.1 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論模擬
4.3.2 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究
4.4 兩環(huán)串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論研究
4.5 n環(huán)并聯(lián)/串聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器慢光效應(yīng)的理論研究
4.6 本章小結(jié)
5 基于微光纖結(jié)型諧振器結(jié)構(gòu)優(yōu)化的慢光性能改善技術(shù)研究
5.1 兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及其慢光特性
5.1.1 基于結(jié)構(gòu)優(yōu)化的類(lèi)電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)及慢光特性的理論分析
5.1.2 基于準(zhǔn)電磁誘導(dǎo)透明效應(yīng)的寬帶慢光實(shí)驗(yàn)研究
5.2 帶有Sagnac環(huán)形反射器的兩環(huán)并聯(lián)微光纖結(jié)型諧振器的慢光技術(shù)
5.2.1 理論模型和數(shù)值模擬
5.2.2 器件制作和光譜特性
5.2.3 慢光實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析
5.3 本章小結(jié)
6 全文總結(jié)與展望
6.1 本論文工作總結(jié)
6.2 對(duì)未來(lái)研究工作的展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]并聯(lián)結(jié)構(gòu)微光纖雙結(jié)諧振器中的慢光效應(yīng)(英文)[J]. 徐益平,任立勇,王英利,孔旭東,梁健,巨海娟,喬敦. 光子學(xué)報(bào). 2015(05)
[2]不同結(jié)構(gòu)微光纖雙結(jié)諧振器光譜特性理論和實(shí)驗(yàn)(英文)[J]. 徐益平,任立勇,馬成舉,王英利,孔旭東,梁健,巨海娟. 光子學(xué)報(bào). 2015(04)
[3]光纖參量放大增益譜邊帶快慢光特性研究[J]. 趙建朋,羅斌,潘煒,閆連山,朱宏娜,鄒喜華,葉佳. 物理學(xué)報(bào). 2014(04)
[4]納米光纖的色散特性及其超連續(xù)譜產(chǎn)生[J]. 李林栗,馮國(guó)英,楊浩,周?chē)?guó)瑞,周昊,朱啟華,王建軍,周壽桓. 物理學(xué)報(bào). 2009(10)
[5]光纖色散對(duì)光纖通信系統(tǒng)中繼距離主要影響分析[J]. 粟小玲,朱春祥. 信息通信. 2008(02)
[6]光纖布拉格光柵的耦合模理論分析[J]. 劉漢平,王健剛,趙圣之,陳冰泉. 山東大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2006(04)
[7]固體介質(zhì)中光速減慢現(xiàn)象的研究[J]. 范保華,掌蘊(yùn)東,袁萍. 物理學(xué)報(bào). 2005(10)
[8]紅寶石晶體中慢光現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)觀測(cè)[J]. 掌蘊(yùn)東,范保華,袁萍,馬祖光. 光學(xué)學(xué)報(bào). 2004(12)
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