發(fā)布時間：2022-01-15 06:45

　　四波混頻（Four-wave mixing,FWM）是一種產(chǎn)生覆蓋紫外至中紅外波段可調(diào)諧相干激光的重要技術(shù),被廣泛應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)、大氣通信、分子光譜學(xué)、氣體檢測以及國防安全等領(lǐng)域。相比于石英光纖,軟玻璃光纖在中紅外波段具有高透過率和高非線性。軟玻璃微結(jié)構(gòu)光纖可以實現(xiàn)對色散、模場面積、非線性以及傳輸模式的調(diào)控,是四波混頻效應(yīng)的理想增益介質(zhì)。本文主要圍繞軟玻璃光纖中的FWM效應(yīng)進(jìn)行了理論分析與實驗研究。數(shù)值模擬了碲酸鹽光子晶體光纖（Photonic crystal fiber,PCF）中基模注入情況下,以及硫系微結(jié)構(gòu)光纖中矢量模場注入情況下的FWM演變過程。實驗研究了布里淵輔助FWM效應(yīng)產(chǎn)生的多波長激光輸出特性。本文主要研究內(nèi)容如下:一、設(shè)計碲酸鹽光子晶體光纖,數(shù)值分析孔間距、孔直徑與孔間距的比值分別對光纖的零色散波長和FWM的相位匹配條件的影響,并且研究了光纖長度（從2 m到10 m）、入射泵浦光功率（從5 W到15 W）、入射信號光功率（從-10 dBm到30 dBm）、信號光波長（從1.26951μm到1.27012μm）和閑頻光波長（從1.99800μm到1.99950μm）對信號... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

全內(nèi)反射型光子晶體光纖的掃描電子顯微照片

3圖 1. 2 光子帶隙型光子晶體光纖的掃描電子顯微照片[25]Fig 1.2 Scanning electron micrograph of the photonic bandgap PCF[25].1.3 軟玻璃微結(jié)構(gòu)光纖最早的微結(jié)構(gòu)光纖（Microstructured optical fiber, MOF）是一種沿軸向排列著空氣孔的光纖，其橫截面如圖 1.3 所示[36]。光子晶體光纖是一種特殊的微結(jié)構(gòu)光纖�，F(xiàn)如今，已經(jīng)發(fā)展出不同材料實心孔的微結(jié)構(gòu)光纖。由于常用的石英光纖的透過窗口為 0.38 - 2.3 μm，當(dāng)傳輸?shù)墓獠úㄩL超過 2.3μm 時，傳輸損耗會急劇增大，即傳統(tǒng)的石英光纖很難用于中紅外波段，所以軟玻璃光纖就成為中紅外波段激光傳輸理想的介質(zhì)。軟玻璃光纖相比于石英光纖，除了在中紅外波段具有高透過率，還具有高非線性，只需要較短的光纖長度就可產(chǎn)生明顯的非線性效果，因此常被用于中紅外波段非線性效應(yīng)的研究。此外，軟玻璃通常被制作成微結(jié)構(gòu)光纖，從而實現(xiàn)對色散、光纖模場面積、非線性以及傳輸模式的調(diào)

圖 1. 3 微結(jié)構(gòu)光纖的掃描電子顯微照片[36]Fig 1.3 Scanning electron micrograph of the MOF[36].化物光纖物光纖是由多種重金屬氟化物構(gòu)成的摻雜光纖。上世紀(jì) 70 年代 Poulain 和 Lucas 在一次實驗中偶然發(fā)現(xiàn)了主要成分為氟化鋯的鋯酸鹽玻璃[37]，從此便引起了人們對于氟化物材料的廣泛研究制造出了各種組分的氟化物玻璃，例如：ZBLAN（ZrF4-BaF2-LAlF3（AlF3-BaF2-SrF2-CaF2-MgF2-YF3）、BIG（BaF2-InF3-GaF2-Z4）、PZG（PbF2-ZnF2-GaF3）、CNBK（CdF2-CdCl2-NaF-BaF2-KBLAN 玻璃因為具有較低的損耗以及較好的損傷閾值，因此被公中最穩(wěn)定的可用于光纖制造的材料，并被廣泛應(yīng)用于光纖激光BLAN 玻璃可以在 0.2 - 7.0 μm 范圍內(nèi)實現(xiàn)低損耗傳輸[42]。但是在被拉制成光纖的過程中，容易出現(xiàn)氣泡、氧化物、雜質(zhì)（OHo3+）帶來的散射和吸收，而且在長波長范圍，還會因為光纖波導(dǎo)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]硫系玻璃紅外光纖[J]. 張振遠(yuǎn),凌根華.  玻璃纖維. 2005(01)



本文編號：3590118