光子晶体光纤产生紫外超连续谱的数值研究

发布时间：2024-03-10 02:19

　　提出了一种基于高非线性氟化镁光子晶体光纤产生紫外超连续光源的方法。采用分步傅里叶法求解光纤的非线性薛定谔方程,基于光子晶体光纤数值模拟了扩展到紫外波段的超连续谱的产生;通过分析光纤结构参量与泵浦光源参数对紫外超连续谱产生的影响,得出了光纤长度、色散参量以及泵浦脉冲峰值功率、初始脉冲宽度对超连续谱光谱宽度的影响规律。研究发现:当光子晶体光纤长度为8 cm、脉冲中心波长为450 nm、峰值功率为3.1 kW、初始脉冲宽度为40 fs时,可获得展宽至紫外的超连续谱,范围为279.6～769.0 nm。

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【部分图文】：

图6不同脉冲宽度下的超连续谱

由图7可知,随着泵浦脉冲的峰值功率的增大,输出的光谱宽度也是增大的,且频谱振荡更剧烈,当峰值功率增大到一定程度时,超连续谱的宽度不再增加。这是因为随着峰值功率的增大,孤子阶数升高,导致不同频率的高阶孤子发生破裂和裂变,产生频率红移的孤子辐射和频率蓝移的非孤子辐射[20]。同时可以....

图7不同泵浦光的峰值功率下的超连续谱

图6不同脉冲宽度下的超连续谱相比更小纤芯、泵浦中心波长选取在色散零点的超连续谱的数值模拟结果,以上结果基本保证了紫外短波的延展和超连续谱的平坦性,一定程度上降低了泵浦光与光纤的耦合难度,但也相对牺牲了超连续谱在长波方向的扩展。

图1氟化镁PCF。

2.2PCF的基本结构本文基于实心全内反射型PCF进行结构研究,所设计的光纤结构如图1(a)所示,包层由三角晶格周期性排列的空气孔构成,去掉两层内层空气孔,形成的缺陷即为纤芯。其中Λ表示空气孔间距,d表示空气孔直径,包层层数N=5。基底材料为氟化镁晶体(氟化镁的折射率随波....

图2空气孔直径不变时,总色散与占空比的关系曲线

保持空气孔直径d=600nm不变,改变占空比d/Λ,取值分别为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9,相应的总色散曲线如图2所示。由图2可以看出,所设计的PCF有两个色散零点。保持空气孔的直径不变,增大占空比即减小孔间距,PCF的色散零点向短波方向移动。为了使产生的超连续谱展开....

本文编号：3924091