微結(jié)構(gòu)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(xiàng)目展開(kāi)的：甘肅省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：3ZS062-B25-036)；蘭州理工大學(xué)博士啟動(dòng)基金；蘭州理工大學(xué)優(yōu)秀青年教師培養(yǎng)計(jì)劃資助項(xiàng)目。
　　 微結(jié)構(gòu)光纖具有普通傳統(tǒng)光纖所無(wú)法比擬的諸多特性。本論文著重研究微結(jié)構(gòu)光纖的色散與非線性的數(shù)值特性，主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 1.對(duì)包層空氣孔呈正六邊形分布的微結(jié)構(gòu)光纖進(jìn)行了數(shù)值模擬，分別計(jì)算了內(nèi)三層空氣孔的直徑和空氣孔節(jié)距對(duì)微結(jié)構(gòu)光纖的色散特

2、性和非線性系數(shù)的影響；優(yōu)化設(shè)計(jì)了一種低非線性寬帶色散補(bǔ)償微結(jié)構(gòu)光纖，在工作波長(zhǎng)1.55μm處的色散可達(dá)-3235.8ps/nm/km，可以實(shí)現(xiàn)在以1.55μm為中心的100nm范圍內(nèi)對(duì)相當(dāng)于自身長(zhǎng)度190倍的普通單模傳輸光纖進(jìn)行寬帶色散補(bǔ)償(色散補(bǔ)償率偏移在0.5％以內(nèi))，并在此寬帶波長(zhǎng)范圍內(nèi)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(duì)于微結(jié)構(gòu)光纖的色散和非線性特性的影響。通過(guò)調(diào)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(shè)計(jì)了一種寬帶低非線性色散補(bǔ)償微結(jié)構(gòu)光纖。該光纖在以1550nm為中心的100nm寬帶波長(zhǎng)范圍內(nèi)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)相當(dāng)于自身長(zhǎng)度190倍的普通單模傳輸光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償，且可以在此寬帶范圍內(nèi)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(jié)構(gòu)光纖的色散與非線性與其結(jié)構(gòu)的關(guān)系。結(jié)果表明通過(guò)在包層中移除一層空氣孔以形成外纖芯并調(diào)整內(nèi)外纖芯之間的距離及包層空氣孔的占空比，內(nèi)外纖芯

4、間的模式耦合可以在寬帶范圍內(nèi)發(fā)生，導(dǎo)致產(chǎn)生大負(fù)色散。
　　 4.對(duì)不同結(jié)構(gòu)參量的改進(jìn)型蜂巢晶格微結(jié)構(gòu)光纖的色散與非線性特性進(jìn)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(guān)系。分析結(jié)果表明，通過(guò)調(diào)節(jié)該光纖的結(jié)構(gòu)參量可以靈活地調(diào)整其色散與非線性特性。
　　 5.根據(jù)長(zhǎng)周期光纖光柵透射譜的理論分析，以10GHz重復(fù)頻率脈沖激光器和高非線性色散平坦微結(jié)構(gòu)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(shí)現(xiàn)可調(diào)