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光纤参数对受激布里渊散射快光的影响及传感应用

发布时间:2022-02-12 15:10
  利用全矢量有限元法,研究了光子晶体光纤(PCF)中受激布里渊散射(SBS)光场和声场的特性,由光波和声波的相互耦合得出了在不同结构条件下PCF中快光的传播特性,讨论了SBS快光在温度传感领域的应用。主要的研究内容和成果如下:1.系统概述了SBS快慢光的研究进展,阐述了布里渊增益谱与吸收谱的关系。理论研究和数值模拟了光纤中的SBS过程,分析了SBS声光耦合方程和Kramers-Kronig关系,在稳态小信号解下阐释了光纤中基于SBS快光和慢光的机理,建立了基于受激布里渊散射快光的物理模型,由受激布里渊散射过程中的声光耦合效应,得出了光纤各个参数与快光时间提前量和脉冲展宽因子的关系。2.理论研究了不同PCF中快光的特性。模拟了不同结构,掺杂条件下的PCF中的布里渊频移、布里渊阈值、快光时间提前量、脉冲展宽因子及信号光脉冲波形的变化。计算结果表明,不同占空比、不同掺杂浓度均能够对布里渊阈值和快光时间提前量造成影响。占空比越小,掺杂浓度越大,布里渊阈值越大。在保持输入泵浦功率为定值的情况下,占空比越大,掺杂浓度越小,相应的时间提前量越大,同时信号脉冲形变越严重。占空比为0.8,掺杂浓度为18%... 

【文章来源】:兰州理工大学甘肃省

【文章页数】:62 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 快慢光技术及其研究进展
        1.2.1 电磁诱导透明
        1.2.2 相干布居数震荡
        1.2.3 光参量放大
        1.2.4 受激拉曼散射
        1.2.5 受激布里渊散射
    1.3 光子晶体光纤
        1.3.1 光子晶体光纤分类
        1.3.2 光子晶体光纤特性
    1.4 论文主要内容和章节安排
第二章 光纤中基于受激布里渊散射快光的理论研究
    2.1 引言
    2.2 光的相速度与群速度
    2.3 Kramers-Kronig关系
    2.4 光纤中受激布里渊散射的物理机制
        2.4.1 光纤中受激布里渊散射的基本原理
        2.4.2 光纤中受激布里渊散射的增益谱与吸收谱
        2.4.3 光纤中受激布里渊散射的阈值
    2.5 光纤中基于受激布里渊散射快光的理论分析
        2.5.1 声光耦合方程
        2.5.2 受激布里渊散射快光物理模型的建立
        2.5.3 利用有限元法研究光子晶体光纤中的受激布里渊散射
    2.6 本章小结
第三章 光子晶体光纤结构与掺杂对受激布里渊散射快光的影响
    3.1 引言
    3.2 数值模型和理论分析
    3.3 模拟结果
        3.3.1 模场分布
        3.3.2 有效折射率的变化
        3.3.3 布里渊频移的变化
        3.3.4 布里渊阈值的变化
        3.3.5 结构与掺杂对布里渊快光的影响
        3.3.6 信号光波形的变化
        3.3.7 布里渊吸收谱的变化
    3.4 本章小结
第四章 液体填充光子晶体光纤中受激布里渊散射快光的温度响应
    4.1 引言
    4.2 数值模型和理论分析
    4.3 模拟结果
        4.3.1 模场分布
        4.3.2 有效折射率和有效模场面积的变化
        4.3.3 温度对布里渊频移的影响
        4.3.4 温度对布里渊阈值的影响
        4.3.5 快光的温度响应
        4.3.6 信号光波形的变化
        4.3.7 温度对声光耦合效率的影响
        4.3.8 温度对布里渊吸收谱的影响
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
附录 A 攻读学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】:
期刊论文
[1]基于表面等离子体共振和定向耦合的光子晶体光纤传感器[J]. 施伟华,吴静.  光学学报. 2015(02)
[2]高非线性光子晶体光纤布里渊散射谱及温敏特性[J]. 黄民双,黄军芬.  光电工程. 2011(11)
[3]色散平坦光子晶体光纤的研究进展[J]. 戴能利,李洋,彭景刚,李进延.  激光与光电子学进展. 2011(01)
[4]环境温度宽范围变化对光纤布里渊频移的影响[J]. 赵丽娟.  物理学报. 2010(09)
[5]利用光子晶体光纤实现10 Gb/s光传输系统的色散补偿[J]. 杨广强,张霞,任晓敏,黄永清,陈雪.  中国激光. 2005(09)

博士论文
[1]光纤中群速度调控的研究[D]. 钱楷.上海交通大学 2011

硕士论文
[1]基于光纤中受激布里渊散射的慢光研究[D]. 雷睿.天津大学 2010
[2]光子晶体光纤的双零色散和非线性特性的理论和实验研究[D]. 李立肖.燕山大学 2010



本文编号:3621944

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