艾里脉冲在硅基光波导中的传输特性和与孤子相互作用规律

发布时间：2020-10-16 07:51

　　 硅基(SOI)光波导具有较强的非线性效应以及对光有强束缚性,同时硅波导加工工艺与CMOS加工工艺兼容,这些条件使其在光电集成领域应用广泛。近年来,艾里脉冲(Airy)因无衍射、横向自由加速、自愈的特性在光学应用方面潜在的价值,成为了研究的热点。孤子(Soliton)是通过实现光纤中色散效应和非线性效应的平衡而出现的。它是一种在非线性介质中能够稳定传输的波包,在通信领域中有着很重要的应用。本文通过分步傅里叶法,利用MATLAB软件数值求解非线性薛定谔方程(NLSE)来获得脉冲在SOI波导的传输特性。在与孤子相互作用的过程中,艾里脉冲主瓣一部分的能量分离,并沿孤子的传输轨迹传输。孤子在三阶色散、克尔效应、双光子吸收效应的共同作用下产生一系列后沿震荡。当孤子受到艾里脉冲影响时,传播距离变短,后沿震荡更加剧烈。同时通过模拟发现截止系数的变化会改变艾里脉冲压缩点的能量,初始功率变大使得脉冲传输中的损耗增加,初始脉宽的变化会改变艾里脉冲发生压缩的距离以及两压缩点之间的时空距离,并提高孤子的传输质量;啁啾艾里脉冲在SOI波导中传输时,啁啾系数的大小会影响脉冲的压缩程度和距离。正啁啾系数会使艾里脉冲压缩程度增加,而负啁啾系数会使艾里脉冲压缩程度减弱。截止系数和初始功率的增加都会使得啁啾艾里脉冲压缩程度减弱。三阶色散系数越大,初始艾里脉冲传输到压缩点的距离越短,压缩点之间的距离同样变短。
【学位单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TN252;O437
【部分图文】：

图 1.1 硅基光波导的基本结构类型Figure 1.1 Basic structure types of silicon-based optical waveguides条形光波导，此类光波导结构对称，制作工艺相对简单。它小。它的缺点是难以实现单模传输。图 1.1（b）为脊形光波

图 1.2 波长与非线性折射率的关系[17]Relationship between wavelength and nonlinear refra射率改变量会使光脉冲发生相移，而这个

图 3.1 硅基光波导结构示意图Fig 3.1 Structure of the ridge SOI waveguide孤子脉冲入射到硅基光波导中，沿 TM 模方向偏振的是
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本文编号：2842977