微結構光纖的色散與非線性特性的研究.pdf

1、本論文工作是圍繞以下項目展開的：甘肅省自然科學基金項目(項目編號：3ZS062-B25-036)；蘭州理工大學博士啟動基金；蘭州理工大學優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計劃資助項目。
　　 微結構光纖具有普通傳統(tǒng)光纖所無法比擬的諸多特性。本論文著重研究微結構光纖的色散與非線性的數(shù)值特性，主要研究內容及創(chuàng)新點如下：
　　 1.對包層空氣孔呈正六邊形分布的微結構光纖進行了數(shù)值模擬，分別計算了內三層空氣孔的直徑和空氣孔節(jié)距對微結構光纖的色散特

2、性和非線性系數(shù)的影響；優(yōu)化設計了一種低非線性寬帶色散補償微結構光纖，在工作波長1.55μm處的色散可達-3235.8ps/nm/km，可以實現(xiàn)在以1.55μm為中心的100nm范圍內對相當于自身長度190倍的普通單模傳輸光纖進行寬帶色散補償(色散補償率偏移在0.5％以內)，并在此寬帶波長范圍內保持非線性系數(shù)低于5/W/km。
　　 2.數(shù)值分析了包層中第三層之外的空氣孔對于微結構光纖的色散和非線性特性的影響。通過調節(jié)優(yōu)化位于不同

3、層數(shù)的空氣孔直徑和空氣孔節(jié)距，更加精確地設計了一種寬帶低非線性色散補償微結構光纖。該光纖在以1550nm為中心的100nm寬帶波長范圍內可以實現(xiàn)對相當于自身長度190倍的普通單模傳輸光纖進行色散補償，且可以在此寬帶范圍內保持非線性系數(shù)低于3/W/km。
　　 3.數(shù)值模擬了基于模式耦合的雙芯微結構光纖的色散與非線性與其結構的關系。結果表明通過在包層中移除一層空氣孔以形成外纖芯并調整內外纖芯之間的距離及包層空氣孔的占空比，內外纖芯

4、間的模式耦合可以在寬帶范圍內發(fā)生，導致產(chǎn)生大負色散。
　　 4.對不同結構參量的改進型蜂巢晶格微結構光纖的色散與非線性特性進行了數(shù)值模擬，分析了物理參量色散D、非線性系數(shù)γ與其晶格參量之間的關系。分析結果表明，通過調節(jié)該光纖的結構參量可以靈活地調整其色散與非線性特性。
　　 5.根據(jù)長周期光纖光柵透射譜的理論分析，以10GHz重復頻率脈沖激光器和高非線性色散平坦微結構光纖產(chǎn)生的超連續(xù)譜為光源，采用周期排列的金屬絲實現(xiàn)可調