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《子晶體光纖非線性光學(xué)特性的理論研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文光子晶體光纖非線性光學(xué)特性的理論研究姓名：倪娟申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：光學(xué)指導(dǎo)教師：鄭義20090501摘要光子晶體光纖(PCF)是一種沿光纖端面存在周期性介電結(jié)構(gòu)排列的特殊光纖，由于其嶄新的概念，優(yōu)異的性能和在光通信、非線性光學(xué)、光電子學(xué)等領(lǐng)域潛在的應(yīng)用前景而成為國際光電子行業(yè)的熱門課題。PCF靈活的結(jié)構(gòu)可調(diào)性，使其具有高雙折射、可控色散、高非線性等獨(dú)特性質(zhì)．尤其PCF獨(dú)特的非線性特性被廣泛應(yīng)用于參量放大、寬帶可調(diào)諧波長轉(zhuǎn)換、光纖通信器件、脈沖壓縮和相位調(diào)制等領(lǐng)域。因此，對PCFj]z線性光學(xué)特性的研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和應(yīng)用價(jià)值。本文對光子晶體光纖非線性光
2、學(xué)特性進(jìn)行了理論研究，主要內(nèi)容如下：1．概述了光子晶體光纖的概念、性能特點(diǎn)及其應(yīng)用進(jìn)展，著重介紹了非線性光學(xué)方面的應(yīng)用。2．分類討論了光子晶體光纖中的三階非線性效應(yīng)，著重探討了多個(gè)光波在PCF中相互作用所引起的四波混頻及四波混頻中相位匹配等問題。3．從波動(dòng)方程出發(fā)，推導(dǎo)了光子晶體光纖中飛秒光脈沖傳輸?shù)姆蔷€性薛定諤方程(NLSE)；利用對稱分步傅立葉法對非線性薛定諤方程進(jìn)行了數(shù)值求解，模擬了高階色散和高階非線性效應(yīng)對飛秒光脈沖在PCF中傳輸?shù)挠绊懀环治隽孙w秒激光脈沖在不同色散區(qū)傳輸時(shí)的時(shí)域和頻域展寬情況；研究了高階色散、自陡峭，脈沖內(nèi)拉曼效應(yīng)對PCF中超短脈沖的傳輸以及超連續(xù)光譜產(chǎn)
3、生的影響。4．建立了描述四波混頻理論的非線性耦合方程組，并牟q用Runge-Kutta法對耦合方程組進(jìn)行了數(shù)值求解；分析了光纖參量放大的增益特性、帶寬特性、以及波長轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率和轉(zhuǎn)換帶寬，模擬了光子晶體光纖長度、非線性系數(shù)、色散、泵浦波長以及泵浦功率對參量增益和帶寬的影響，找出了影響其性能的關(guān)鍵參數(shù)．關(guān)鍵詞：光子晶體光纖；超連續(xù)譜；四波混頻；光參量放大；波長轉(zhuǎn)換AbstractPhotoniccrystalfiber(PCF)iSanewkindsilicafiberwithperiodicalstructureinthecladding．1thasattractedagrea
4、tdealofimerestbecauseoftheiruniqueadvantagesforcontrollinglight．Someoftheseadvantagesincludehi【ghbirefringence，highlyadjustableeffectivemodearea，flexibletailorabilityofdispersionandhighnonlinearityetc．Inparticular,thenonlinearpropertyhasbeenappliedinmanyfields，suchasthefiber-opticparametricam
5、plification，widebandtunablewavelengthconversion，opticaiapparatus，laserpulsecompassandphasestabilization．SotheresearchonPCFhasaveryimportantlyacademicandappliedsignificance．Inthisdissertation，thenonlinearpropertiesofPCFarestudied．Themaincontentsarelistedbelow：1．ThegeneralconceptofPCFanditsopti
6、calpropertiesissummarizedsystemicallyThedevelopmentofthestudiesofPCFandtheirapplicationsisintroduced，especiallyontheapplicationsinnonlinearoptics．2．Thethree．ordernonlineareffectsinPCFsarediscussed．Four-wavemixingeffectsgeneratingfromtheinteractionofseveralopticalwavesinPCFandphasematchingi11f
7、ourwavemixingaremainlyinvestigated．3．Basedonlight．waveequations，thenonlinearSchrOdingerequationofthepropagationoffemtosecondlaserpulsesisdeduced．Theinfluencesofhigh-orderdispersionsandnonlinearityontransmissionofthepropagationoffemtosecondlas
