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色散双折射光子晶体光纤非线性特性设计

收藏本文 2024-02-02 点赞:5909 浏览:18334 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:光子晶体光纤具有很强的非线性特性,高非线性光子晶体光纤在超短激光脉冲的作用下,能够产生很好的超连续谱现象。超连续谱产生可以通过减小光子晶体光纤的纤芯面积、提升空气填充率、转变色散特性或双折射特性来实现。本论文利用有限元法对高非线性双折射光子晶体光纤的各种特性进行系统地浅析;探讨其制备工艺,提出一种改善的制备策略;对制备成功的高非线性双折射光子晶体光纤进行实验探讨,浅析在正常色散区传输时的脉冲展宽现象。首先,利用有限元法设计了双箭头型高非线性双折射光子晶体光纤,浅析了不同大小空气孔对于光纤特性的影响。计算发现通过转变空气孔的大小,能够有效地转变非线性系数的大小,并且可以非常显著的转变色散零点,而且对方式双折射的影响尤为突出。又设计了一种具有四个大孔的椭芯双折射光子晶体光纤,以而为高非线性双折射光子晶体光纤中超连续谱产生提供了论述基础。其次,探讨了毛细管拉制历程中塌缩量与温度、下棒速度、拉制速度和空气填充率的联系,依此提出了一种改善塌缩不足的策略。为了制作特殊结构的光子晶体光纤,提出了一种改善的堆积法,并用这种策略制备成功了高非线性双折射光子晶体光纤。最后,利用自制的高非线性双折射光子晶体光纤在正常色散区进行了飞秒激光脉冲传输实验,探讨了在不同中心波长、不同平均功率、不同入射脉冲偏转角度和不同光纤长度下的脉冲展宽现象。并且浅析了高非线性双折射光子晶体光纤正常色散区超连续谱的产生机理。关键词:光子晶体光纤论文非线性特性论文双折射论文色散论文塌缩论文超连续谱论文

    摘要5-6

    Abstract6-10

    第1章 绪论10-16

    1.1 课题的探讨背景和作用10-11

    1.2 光子晶体光纤11-12

    1.2.1 光子晶体光纤的分类11

    1.2.2 光子晶体光纤的特性11-12

    1.3 高非线性双折射 PCF 的探讨进展12-13

    1.4 高非线性双折射 PCF 的探讨策略13-15

    1.5 高非线性双折射 PCF 的运用前景15

    1.6 论文的探讨内容和结构安排15-16

    第2章 光子晶体光纤的探讨策略16-26

    2.1 引言16

    2.2 光子晶体光纤的探讨策略概述16-18

    2.2.1 多级法16

    2.2.2 等效折射率法16-17

    2.2.3 平面波展开法17

    2.2.4 有限差分法17-18

    2.2.5 有限元法18

    2.3 有限元浅析策略18-22

    2.3.1 有限元法基本论述18-21

    2.3.2 有限元软件介绍21-22

    2.4 双折射 PCF 传输特性的探讨22-25

    2.4.1 非线性和双折射随 D 变化的数值模拟22-23

    2.4.2 非线性和双折射随 d 变化的数值模拟23-24

    2.4.3 非线性和双折射随Λ变化的数值模拟24-25

    2.5 本章小结25-26

    第3章 高非线性双折射光子晶体光纤的论述探讨26-36

    3.1 引言26

    3.2 双箭头型双折射 PCF 结构设计26-27

    3.3 模拟结果与浅析27-32

    3.3.1 基模的有效折射率27-29

    3.3.2 色散特性29-30

    3.3.3 方式双折射特性30-31

    3.3.4 有效模面积和非线性特性31-32

    3.4 椭芯双折射 PCF 的设计32-34

    3.5 本章小结34-36

    第4章 高非线性双折射光子晶体光纤的制备探讨36-47

    4.1 引言36

    4.2 堆积法36

    4.3 光子晶体光纤拉制工艺的探讨36-44

    4.3.1 光子晶体光纤的制备历程36-38

    4.3.2 拉制参数与塌缩量联系的探讨38-41

    4.3.3 毛细管堆积制备预制棒的探讨41-42

    4.3.4 PCF 的拉制42-44

    4.4 高非线性双折射光子晶体光纤的制备44-46

    4.5 本章小结46-47

    第5章 飞秒激光脉冲在高非线性双折射 PCF 传输特性的探讨47-58

    5.1 引言47

    5.2 实验所用 PCF 参数及数值模拟47-49

    5.3 实验及其结果浅析49-56

    5.3.1 实验装置49-50

    5.3.2 相同波长不同功率下的 PCF 传输特性50-51

    5.3.3 相同功率不同波长下的 PCF 传输特性51-53

    5.3.4 相同功率相同波长不同偏转角度下的PCF 传输特性53-54

    5.3.5 相同功率相同波长不同光纤长度下的 PCF 传输特性54-55

    5.3.6 结果浅析55-56

    5.4 正常色散区超连续谱的产生机理56-57

    5.5 本章小结57-58

    结论58-60

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