發(fā)布時(shí)間：2022-01-26 04:40

　　微納光纖（MNF）具有極低的損耗和較大的倏逝場(chǎng),并且擁有不同于普通單模光纖的非線性和色散特性。這些性質(zhì)使得微納光纖在量子光學(xué)、非線性光學(xué)、光傳感、光調(diào)制、光放大等方向具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,也吸引了眾多學(xué)者的關(guān)注。本文從微納光纖的特性與制備方法出發(fā),重點(diǎn)探討了微納光纖兩方面的應(yīng)用:1.在鎖模光纖激光器中的色散管理2.微環(huán)諧振腔的制作與研究。以下是論文的主要工作:1.搭建了一套拉錐系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)錐腰直徑小于500nm,錐腰長(zhǎng)度大于160mm,具有良好均勻性的微納光纖的制備,且能將微納光纖的插入損耗控制在0.2dB以內(nèi),具有很高的重復(fù)性。此外利用MATLAB對(duì)拉錐過程建模,建立了拉錐參數(shù)與所制備微納光纖的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2.利用微納光纖的色散補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)了較短腔長(zhǎng)下穩(wěn)定的耗散孤子脈沖輸出。首先利用COMSOL對(duì)微納光纖的模場(chǎng)進(jìn)行仿真,模擬得到微納光纖的色散參量曲線。其次,搭建了單壁碳納米管（SWCNT）鎖模光纖激光器,并分別將0.695±0.06μm、0.852±0.06μm、0.896±0.06μm直徑的微納光纖接入所搭建的光纖激光器中,通過調(diào)整腔長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)了耗散孤子脈沖、展寬脈沖以及傳統(tǒng)孤子脈沖的輸... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２摻Ｙｂ超快激光器示意圖（ａ）、輸出光譜（ｂ）以及自相關(guān)（ｃ）［３３］??除了色散菅理的應(yīng)用之，也強(qiáng)一

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文??緒論??許多新的成果。??２０１８年，Ｗａｎｇ等人在基于非線性偏振演化的摻Ｙｂ光纖激光器中加入了??２５ｃｍ長(zhǎng)，直徑為小ｍ的微納光纖。除了色散管理之外，微納光纖的色散特性還??被用作腔外的去啁啾元件［３３］。如圖１．２所示，在加入微納光纖后可以觀察到典??型的展寬脈沖的出現(xiàn)。??（ａ＞?９７６ｍ＿ｔ?，ｂ）?°?…ｗ—⑷。．８丨?Ｌ￣—?Ｗ＿ｄ？＿??■?￣ＨＨ＾?＾?－１０??Ｗｉｔｔｉ?ｄａｃｈｉｒｐ?＾?—?Ａｆｔｅｒ?ｄｅｃｈｉｒｐ??ｌ?；?ＷＤＭ＋ＩＳＯ?！?Ｅ?Ｄ?０．６?Ｕｌｌ??Ｉ！?！：?／＼?？０＜?ＪＡ??－ｔ?＾?＼?ＨＦ?＿丨＿??＇＂ＨＨＩＩ—■１０００?１０２０?＿?麵?１０８０?１１００?４’２?＿〇５?０〇?〇５??ｄｅ＾ｍｔｒａｉｔｏ?＿Ｉ?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?（ｎｍ）?Ｄｅｌａｙ?（ｐｓ）??圖１．２摻Ｙｂ超快激光器示意圖（ａ）、輸出光譜（ｂ）以及自相關(guān)（ｃ）［３３］??除了色散菅理的應(yīng)用之外，微納光纖也同時(shí)被用作是增強(qiáng)非線性的一個(gè)元件。??這是由于微納光纖極小的尺寸會(huì)導(dǎo)致光場(chǎng)能量密度增加。??在文獻(xiàn)Ｐ４］中，Ｙａｎｇ等人利用１８ｃｍ長(zhǎng)，直徑１．８＾ｍ的微納光纖作為色散管??理以及非線性增強(qiáng)的元件，并用２ｐｍ直徑，長(zhǎng)為２２ｃｍ的微納光纖來去啁啾，見??圖１．３。這使其自相關(guān)曲線的脈沖持續(xù)時(shí)間由原先的７０ｆｓ變?yōu)榱?６５ｆｓ，此時(shí)光譜??冤度為３７ｎｍ。??⑷?ｆ?＿?：：［?（ｂ）?ｊ＾＝＝｜?＿１°［Ｗ?Ａ??麵；ｆｆｌＵｔ??￣?＇誦■涵?１０４０?１卿觸剩測(cè)?００?＾．４?＾，．２?〇；？?〇；４??—？?Ｗａｖ

納光纖環(huán)的技術(shù)，其插入損耗小于０．３％，Ｑ值達(dá)到了??２５０００［４１］。此外，將微納光纖在低折射率的介質(zhì)棒上纏繞多圈可以制得Ｍｕｌｔｉｃｏｉｌ??諧振腔，這一結(jié)構(gòu)是由Ｓｕｍｅｔｓｋｙ在２００４年首次提出的［４２］，并于２００７制作出??來［４３］。在微納光纖諧振腔的制作工藝方面，近年來研究者也取得了許多新的進(jìn)??展［４４，?４５］。??Ａ１?￡?Ｌ〇〇Ｐ?Ｂ１?Ｋｎｏｔ?Ｃ１?Ｒｉｎｇ?〇１?Ｍｕｌｔｉｃｏｉｌ??ＪＬ?＾?ＳＬ??Ａ２＿?／?Ｂ２?Ｃ２?Ｄ２??圖１．５不同種類的微納光纖諧振腔：（Ａ）Ｌｏｏｐ型（Ｂ）Ｋｎｏｔ型（Ｃ）Ｒｉｎｇ型（Ｄ）Ｍｕｌｔｉｃｏｉｌ型??［４０］??早期的微環(huán)諧振腔多用在傳感方向，近年來越來越多研究者利用微環(huán)高Ｑ值??的特點(diǎn)，也將其用于產(chǎn)生三次諧波、四波混頻等非線性現(xiàn)象，并用于制作光學(xué)頻??率梳和高重頻激光器。??Ｉｓｍａａｅｌ等人［４６］在２０１２年提出了利用微納光纖ｌｏｏｐ型諧振腔產(chǎn)生共振增強(qiáng)??型三次諧波如圖１．６所示，這種結(jié)構(gòu)相比普通的直型微納光纖增強(qiáng)轉(zhuǎn)化效率更大，??轉(zhuǎn)化效率從直型的３Ｘ１０＂６升至１．８Ｘ１０－５。??（ａ）?ＴＨＧ?ｐｈａｓｅ（ｃ）?＾?ｎ?＝?ｉ．８ｘ１〇－５?ｒ，、－??ｍａｔｃｈｅｄ?ｍ?ｊ?Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ?＾?－４４?（Ｌｏｏｐ?ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）??—、ｌｉｏｏｐｗ?ｊ＿４６．?Ｅｎｈ￣?ｉｎｃｒｅａ＾，ＯＯＰ?ｔｉｇｈｔｎｅｓｓ??一?ｓ？每以?ｒ８??，??、、、ＣｏｕｐｌｉｎｇｒｃｇｉｏｎＯｊ?，／?｜?￣５°?ｎ?＝?３．〇ｘ１〇＊６?＋?一?師拼）??／Ｔ＿＼?＼．?，’?＾?－５

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Graphene-decorated microfiber knot as a broadband resonator for ultrahigh-repetition-rate pulse fiber lasers[J]. MENG LIU,RUI TANG,AI-PING LUO,WEN-CHENG XU,ZHI-CHAO LUO.  Photonics Research. 2018(10)
[2]Numerical simulation and temporal characterization of dual-pumped microringresonator-based optical frequency combs[J]. XIAOHONG HU,WEIQIANG WANG,LEIRAN WANG,WENFU ZHANG,YISHAN WANG,WEI ZHAO.  Photonics Research. 2017(03)
[3]耗散孤子光纖激光器的研究進(jìn)展和應(yīng)用[J]. 劉雪明,毛東,王擂然.  科學(xué)通報(bào). 2012(32)



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