色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生研究

【摘要】：基于光子晶体光纤的超连续谱光源具有光谱范围宽、亮度高和空间相干性好等优点,在光谱学、通信技术、计量学、医学以及国防等领域有重要的应用价值和广泛的应用前景,是近年来光子晶体光纤和超连续谱研究领域的热点。色散渐减光子晶体光纤的色散特性沿光纤纵向逐渐变化且可控,同时纤芯逐渐变细增大了非线性系数,从而有利于扩展超连续谱的光谱范围。本文对色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生进行了理论与实验研究,主要内容包括:一、详细阐述了光纤中超连续谱产生的物理机制,分析了光纤的色散特性在超连续谱产生过程中的重要性。介绍了色散渐减光子晶体光纤中超连续谱产生的数学模型和求解方法。二、研究了基于傅里叶变换的光子晶体光纤色散测量方法。相对传统的测量方法,该方法只需一次测量即可获得待测光纤的全谱色散特性,简化了测量过程。利用该方法对某带隙型光子晶体光纤的色散特性进行了测量,在有效波长范围内实验结果与数值计算结果一致性较好。三、使用中心波长为1064 nm的亚纳秒脉冲激光器作为泵浦源,实验研究了不同结构参数色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生。与均匀光子晶体光纤相比,色散渐减光子晶体光纤输出的光谱更宽。在最优的结构参数下,获得了光谱范围为427 nm~1700 nm的白光超连续谱输出,其中短波成分430 nm~800 nm的光谱平坦度为5 dB。四、数值模拟了色散渐减光子晶体光纤中的超连续谱产生,分析了光纤长度、输入端和输出端结构参数对超连续谱产生的影响,并根据模拟结果对结构参数进行了优化,设计了适用于可见光超连续谱产生的色散渐减光子晶体光纤。
【关键词】：超连续谱 光子晶体光纤 色散特性 色散测量 非线性效应
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TN253