混合型光子晶體光纖理論及超連續(xù)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、本論文詳細(xì)研究了混合導(dǎo)引型光子晶體光纖的導(dǎo)光原理、傳輸特征以及光子晶體光纖的非線性超連續(xù)實(shí)驗(yàn)。在理論方面，利用全矢量有限元法和多極法分析了混合型光子晶體光纖的傳輸特點(diǎn)；為了產(chǎn)生高功率的超連續(xù)光譜，設(shè)計(jì)了多芯集束型光子晶體光纖，它具有大有效模面積同時(shí)又具有和單芯光纖相同的高非線性；在實(shí)驗(yàn)方面，利用基頻光和倍頻光同時(shí)泵浦錐高非線性光子晶體光纖獲得了超連續(xù)光譜，并研究了雙波長飛秒激光同時(shí)泵浦光子晶體光纖產(chǎn)生超連續(xù)的機(jī)理；主要內(nèi)容如下：

2、　　 第一、混合導(dǎo)引型光子晶體光纖與纖芯折射率相關(guān)的導(dǎo)光特性的研究。當(dāng)纖芯折射率增加時(shí)，分析了光在其中的傳輸特點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)：當(dāng)纖芯折射率小于混合包層中空氣孔包層的有效折射率時(shí)，芯模的導(dǎo)光機(jī)制為“雙帶隙導(dǎo)引型”；當(dāng)纖芯折射率位于空氣孔和高折射率兩套包層的有效折射率之間時(shí)，芯模的導(dǎo)光機(jī)制為“單帶隙+全內(nèi)反射導(dǎo)引型”；當(dāng)纖芯折射率大于高折射率棒包層的有效折射率時(shí)，芯模的導(dǎo)光機(jī)制為“全內(nèi)反射導(dǎo)引型”。
　　 第二、詳細(xì)研究了兩種混合導(dǎo)引型

3、光子晶體光纖，即“全內(nèi)反射型+帶隙型”和“兩種帶隙型：普通帶隙結(jié)構(gòu)+單層填充介質(zhì)帶隙”的導(dǎo)光特性與結(jié)構(gòu)參數(shù)的關(guān)系。混合型光子晶體光纖由內(nèi)單層填充高折射率化合物和外包層的空氣孔組成，與普通單結(jié)構(gòu)光子晶體光纖不同，兩種包層結(jié)構(gòu)對纖芯都有限光作用，擁有兩種導(dǎo)光機(jī)制。
　　 第三、具有高非線性和大模場面積的光子晶體光纖理論設(shè)計(jì)。縮小芯徑可以增加光子晶體光纖的非線性，同時(shí)又要將光聚焦在芯區(qū)上，這就使芯區(qū)上的功率密度很高，容易導(dǎo)致光纖端面的

4、損壞，所以就要有能承受高功率泵浦的高非線性光子晶體光纖，本文設(shè)計(jì)的多固體芯和集束型兩種光子晶體光纖整體具有大模場面積，局部具有高非線性，解決了上述問題。
　　 第四、高非線性光子晶體光纖的超連續(xù)實(shí)驗(yàn)研究。將基頻光及倍頻光的混合光作為光譜待展寬光源，泵浦不同結(jié)構(gòu)的高非線性光子晶體光纖中產(chǎn)生了非線性超連續(xù)光譜，并從理論上分析了雙波長飛秒激光產(chǎn)生超連續(xù)的機(jī)理；光子晶體光纖經(jīng)拉錐后，產(chǎn)生兩個(gè)零色散點(diǎn)，將基頻光和倍頻光按不同功率比泵浦錐型