基于受激布里淵散射的光子晶體光纖慢光傳輸研究.pdf

1、光子晶體光纖具有與傳統(tǒng)光纖不同的優(yōu)良特性，例如高雙折射、高非線性、色散可控和無限單模傳輸等特點，其在光信號傳輸、光傳感等領域具有無可比擬的優(yōu)越性，而且隨著光子晶體光纖應用領域的不斷擴展，新型光子晶體光纖的設計、分析和應用成為近年來熱門研究領域之一。本論文基于受激布里淵散射效應并結合SBS慢光理論，將光子晶體應用在慢光傳輸中，其主要研究成果包括:
　　(1)基于CS2材料設計了一種具有優(yōu)良慢光特性的液體填充光子晶體光纖(LCPCF)

2、。采用全矢量有限元法分析研究了該LCPCF的基本特性，并結合SBS慢光理論數值分析了結構參數對受激布里淵效應閾值、布里淵增益、時間延遲等特性的影響。由數值仿真可知，合理調整光纖的各項結構參數，使得其在波長λ=1.064μm處非線性系數γ可達到15W-1·m-1。此外，當結構參數Λ=1.2μm、d1=0.9μm、d2=0.5μm時，實現了在泵浦功率為65.8mW情況下，1m長的LCPCF在λ=1.064μm處可獲得134.44ns的慢光延

3、遲量。
　　(2)設計了一種以As2S3材料作為背景材料，As38Se62材料作為實芯纖芯的混合型光子晶體光纖，該結構采用全圓孔，便于拉制。由于采用的這兩種材料折射率很高，且折射率值相差較大，所以即使在較為簡單的結構下也可以獲得很高的非線性。結果表明:在波長1550nm處，通過調節(jié)包層空氣孔的孔間距和纖芯圓孔半徑，確定了最優(yōu)結構參數為Λ=1μm，r2=0.3um，r1/Λ=0.3。在波長1550nm處，該結構的有效模面積達到最小0

4、.572um2，非線性系數達到最大78W-1m-1，實現了單模傳輸，同時在泵浦功率為5.2mW時，1m長的混合型實芯光子晶體光纖科獲得236ns的最大慢光延遲量。
　　(3)設計了一種基于As2Se3背景材料的光子晶體光纖。在纖芯處引入4個圓形空氣孔，整個結構中采用的空氣孔均為圓形，通過全矢量有限元法數值模擬可得，在一定的參數條件下，其在1.56μm波長處的有效模面積最小達到0.49um2，非線性系數達到89.8W-1·m-1。確