碲酸盐玻璃光学特性及其微结构光纤超连续研究
本文选题:超连续谱 切入点:碲酸盐玻璃 出处:《南京邮电大学》2017年硕士论文
【摘要】:超连续谱(SC)具有简单廉价,结构简单和稳定可靠等特点,尤其是中红外波段的SC同时还具有光谱宽、空间相干性好和亮度高等优点,在医学诊断及治疗、光学测量、分子光谱学等众多领域有着广泛的应用前景。这就使得高功率、宽谱带中红外SC输出成为众多研究者追求的目标,也是当前学术界研究的热点。首先本文对碲酸盐玻璃进行了设计和制备,在实验室中进行了碲酸盐玻璃块材的超连续谱实验,在现有的材料范围内,制备了三种光学特性较好的样品,其中Te-Zn-Na-F组分的碲酸盐玻璃块材,其在实验中的超连续产生相对较宽,通过数据分析,为下一步的碲酸盐玻璃块材和光纤的超连续谱实验提供了依据和基础。其次,以碲酸盐玻璃为材料设计单模光纤,为适应实验室泵浦光源的中心波长,对该单模光纤进行参数调整,改变其零色散波长点,进行单模光纤的超连续谱仿真,通过调整各项参数,发现单模光纤的零色散波长点的调整不够灵活,效果不够明显。最后提出了一种新型的实心布拉格光纤结构,在COMSOL Multiphysics软件中利用有限元差分法分析实心布拉格光纤的色散曲线,分析比较不同的光纤参量(周期、占空比和包层折射率)对光纤的色散曲线的影响。通过研究,改变三个参量的数据,可以得到相对优化的实心布拉格光纤,并成功地将它的零色散点波长控制在1.064μm附近,为超连续谱实验中泵浦源的选取提供了依据,也拓宽了超连续谱实验的范围。此外,本文利用分步傅里叶法研究了光脉冲在光纤中的传输,通过解非线性薛定谔方程,可以得到光纤中的超连续产生的仿真结果,在确定光纤参数的条件下,得到了泵浦源的参数变动对仿真结果的影响,为下一步光纤的超连续产生实验提供数据对比。
[Abstract]:Supercontinuum spectrum (SCS) has the advantages of simple and cheap, simple structure and stable and reliable, especially the middle infrared band SC also has the advantages of wide spectrum, good spatial coherence and high brightness, etc., in medical diagnosis and treatment, optical measurement, etc.Molecular spectroscopy and many other fields have a wide range of applications.This makes the high power, wide band infrared SC output become the pursuit of many researchers, but also the current academic research hot spot.First of all, we designed and prepared tellurite glass. The experiment of supercontinuum spectrum of tellurite glass block was carried out in the laboratory. Three kinds of samples with good optical properties were prepared in the range of existing materials.The supercontinuum of tellurite glass with Te-Zn-Na-F component is relatively wide in the experiment. The data analysis provides the basis and foundation for the next experiment of tellurite glass block and fiber supercontinuum spectrum.Secondly, a single-mode fiber is designed with tellurite glass as the material. In order to adapt to the center wavelength of the pump light source in laboratory, the parameters of the single-mode fiber are adjusted to change its zero-dispersion wavelength point, and the supercontinuum spectrum of the single-mode fiber is simulated.By adjusting the parameters, it is found that the adjustment of zero dispersion wavelength point of single mode fiber is not flexible enough and the effect is not obvious enough.Finally, a novel solid Bragg fiber structure is proposed. The dispersion curve of solid Bragg fiber is analyzed by finite element difference method in COMSOL Multiphysics software.The effect of duty cycle and cladding refractive index on the dispersion curve of fiber.By changing the data of the three parameters, a relatively optimized solid Bragg fiber can be obtained, and its zero dispersion wavelength is controlled at 1.064 渭 m, which provides a basis for the selection of pump source in the supercontinuum spectrum experiment.It also broadens the scope of supercontinuum spectrum experiment.In addition, the propagation of optical pulses in optical fiber is studied by using the fractional Fourier method. By solving the nonlinear Schrodinger equation, the simulation results of supercontinuous generation in the optical fiber can be obtained. Under the condition of determining the parameters of the optical fiber,The influence of pump source parameters on the simulation results is obtained, which provides a data comparison for the next experiment of fiber supercontinuous generation.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TQ171.1;TN253
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,本文编号:1702654
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