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微光纤结型谐振器慢光效应的理论和实验研究

发布时间:2021-05-18 14:59
  慢光(即减慢光的群速度),由于其在全光信号处理系统中具有数据同步、作可变光学延时线和光学开关等潜在的应用,吸引了研究人员的广泛兴趣。目前,慢光效应的产生机理可分为两大类——基于材料色散和基于结构色散。另外,微纳光纤具有强的倏逝场、强的光场约束能力、低的传输和弯曲损耗等特性,由微纳光纤制作的微光纤结型谐振器,在微纳光学滤波、传感、调谐、非线性和激光等方面具有广泛的应用。微光纤结型谐振器的特殊结构决定了其对光场传输具有周期性调控作用,可实现强的结构色散,进而产生慢光效应。然而,关于该类谐振器慢光技术的研究还未见有系统深入的报道。本论文在国家自然科学基金项目的支持下,对不同结构的微光纤结型谐振器的光传输和慢光效应及其技术开展了理论和实验研究。主要研究内容和创新性成果可概述如下:(1)分别研究了单环微光纤结型谐振器、两环并联微光纤结型谐振器和两环串联微光纤结型谐振器的光场传输和波谱调控的理论分析模型。在此基础上,分别推导了多环(n环)并联微光纤结型谐振器和多环(n环)串联微光纤结型谐振器的相应理论关系。提出了一种基于聚合物微光纤辅助的微光纤结型谐振器制作方法。利用该方法成功制作了单环微光纤结型... 

【文章来源】:中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所)陕西省

【文章页数】:135 页

【学位级别】:博士

【文章目录】:
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题目的和意义
    1.2 研究背景和研究现状
        1.2.1 慢光技术的研究进展
        1.2.2 微纳光纤及微光纤结型谐振器研究进展
    1.3 本论文的主要研究内容、创新点和结构安排
2 慢光现象的基本原理
    2.1 慢光基础
        2.1.1 相速度和脉冲传输
        2.1.2 Kramers-Kronig关系
        2.1.3 群速度和色散
    2.2 慢光技术的产生机理
        2.2.1 基于材料色散的慢光技术
        2.2.2 基于结构色散的慢光技术
        2.2.3 材料色散慢光和结构色散慢光的联系与区别
    2.3 本章小结
3 微光纤结型谐振器的理论分析模型及制备
    3.1 微纳光纤简介及制备
        3.1.1 微纳光纤简介
        3.1.2 微纳光纤光学特性模拟
        3.1.3 微纳光纤的制备
    3.2 微光纤结型谐振器的理论分析模型
        3.2.1 单环微光纤结型谐振器
        3.2.2 两环并联微光纤结型谐振器
        3.2.3 两环串联微光纤结型谐振器
        3.2.4 n环并联/串联微光纤结型谐振器
    3.3 微光纤结型谐振器的制作方法
        3.3.1 微光纤结型谐振器的常用制作方法
        3.3.2 一种基于聚合物微光纤辅助的微光纤结型谐振器制作方法
    3.4 本章小结
4 微光纤结型谐振器慢光效应的理论和实验研究
    4.1 微光纤结型谐振器光谱特性研究
        4.1.1 两环并联微光纤结型谐振器透射光谱特性
        4.1.2 两环串联微光纤结型谐振器透射光谱特性
    4.2 单环微光纤结型谐振器慢光效应的理论和实验研究
        4.2.1 单环微光纤结型谐振器慢光效应的理论模拟
        4.2.2 单环微光纤结型谐振器慢光效应的实验研究
    4.3 两环并联微光纤结型谐振器慢光效应的理论和实验研究
        4.3.1 两环并联微光纤结型谐振器慢光效应的理论模拟
        4.3.2 两环并联微光纤结型谐振器慢光效应的实验研究
    4.4 两环串联微光纤结型谐振器慢光效应的理论研究
    4.5 n环并联/串联微光纤结型谐振器慢光效应的理论研究
    4.6 本章小结
5 基于微光纤结型谐振器结构优化的慢光性能改善技术研究
    5.1 两环并联微光纤结型谐振器的结构优化及其慢光特性
        5.1.1 基于结构优化的类电磁诱导透明效应及慢光特性的理论分析
        5.1.2 基于准电磁诱导透明效应的宽带慢光实验研究
    5.2 带有Sagnac环形反射器的两环并联微光纤结型谐振器的慢光技术
        5.2.1 理论模型和数值模拟
        5.2.2 器件制作和光谱特性
        5.2.3 慢光实验和结果分析
    5.3 本章小结
6 全文总结与展望
    6.1 本论文工作总结
    6.2 对未来研究工作的展望
参考文献
作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果


【参考文献】:
期刊论文
[1]并联结构微光纤双结谐振器中的慢光效应(英文)[J]. 徐益平,任立勇,王英利,孔旭东,梁健,巨海娟,乔敦.  光子学报. 2015(05)
[2]不同结构微光纤双结谐振器光谱特性理论和实验(英文)[J]. 徐益平,任立勇,马成举,王英利,孔旭东,梁健,巨海娟.  光子学报. 2015(04)
[3]光纤参量放大增益谱边带快慢光特性研究[J]. 赵建朋,罗斌,潘炜,闫连山,朱宏娜,邹喜华,叶佳.  物理学报. 2014(04)
[4]纳米光纤的色散特性及其超连续谱产生[J]. 李林栗,冯国英,杨浩,周国瑞,周昊,朱启华,王建军,周寿桓.  物理学报. 2009(10)
[5]光纤色散对光纤通信系统中继距离主要影响分析[J]. 粟小玲,朱春祥.  信息通信. 2008(02)
[6]光纤布拉格光栅的耦合模理论分析[J]. 刘汉平,王健刚,赵圣之,陈冰泉.  山东大学学报(理学版). 2006(04)
[7]固体介质中光速减慢现象的研究[J]. 范保华,掌蕴东,袁萍.  物理学报. 2005(10)
[8]红宝石晶体中慢光现象的实验观测[J]. 掌蕴东,范保华,袁萍,马祖光.  光学学报. 2004(12)



本文编号:3193996

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