基于正常色散氮化硅非线性集成光波导的平坦光频率梳研究

发布时间：2024-07-04 22:09

　　具有高重复频率的宽带相干平坦光频率梳在波分复用相干光通信系统、光学任意波形生成、光精密测量等领域具有重要的应用,是非线性光学领域的研究热点。光频率梳由高功率光脉冲经过高非线性光波导通过色散和非线性效应共同作用产生极大的频谱展宽,是由一系列间隔均匀并且彼此之间相位关系固定的频率分量组成。高功率输入光脉冲位于氮化硅波导正常色散区域时,通过自相位调制(SPM)和光波分裂(OWB)效应,时域脉冲宽度和频域频谱均会展宽和平坦化,并保持良好的相干性。基于氮化硅非线性集成光波导有望实现小体积的集成化光频率梳。本文主要针对氮化硅光波导的色散调控和基于氮化硅的1550nm波段高重复频率、宽带平坦相干光频率梳产生的优化设计展开了深入的研究,主要研究内容和创新性工作为:(1)对光脉冲在非线性光波导不同色散区域由于色散和非线性效应共同作用引起的时域和频域演化进行理论分析。利用COMSOL和MATLAB进行联合仿真,经由调控氮化硅波导的结构参数,对Strip波导、单Slot波导和双Slot波导三种不同氮化硅多模光波导结构的TE基模色散特性曲线进行优化设计,同时研究了弯曲半径对色散特性曲线的影响,为光频率梳的产生...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1召光在光纤中的传输示意图

Ｆｉｇ?１－３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｌｉｇｈｔ?ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ?ｉｎ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｆｉｂｅｒ．??ＣＭＯＳ中常用的电介质包括硅材料（Ｓｉ）、二氧化硅（Ｓｉ〇２）、氮化硅（Ｓｉ３氧化硅（ＳｉＯＮ）、高阶电介质、锗（Ｇｅ）和硫化物等［３９］，每种材....

图２－１对称分步傅里叶算法图??－－－

??到非线性效应的影响，在第二小段中，光脉冲只受到群速度色散的影响，图２－１??给出了算法示意图。??只考虑色散?只考虑非线性??Ｉ?￣｝??；?；?Ａ｛ｚ，ｔ）?＼??ｚ＝０?＾?ｈ?？??图２－１对称分步傅里叶算法图??Ｆｉｇ?２－１?Ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ?ｓｔｅｐ－ｂｙ－ｓｔ....

图２－３在氮化硅波导的反常色散区中初始无啁啾高斯脉冲的演化图ａ）时域演化结果ｂ）频域演??

变化将会导致光孤子的形成，特别是当７Ｖ＝１时输入双曲正割脉冲或者高斯脉冲，??将会形成基阶孤子并随脉冲传输，但光孤子的形状基本没有改变，在没有损耗的??情况下，基阶孤子可以在任意长的距离内无失真地传输。图２－３给出了初始无啁??嗽的高斯脉冲在反常色散氮化硅波导中的脉冲演化过程图。....

图3一1氮化硅如p波导结构图

北京交通大学硕士学位论文特性的影响展开了分析。??色散氮化硅波导色散调控??构为平板波导（ｓｌａｂ?ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）和条形波导（ｓｔｒｉｐ导结构图３－１所示，氮化硅波导的横截面为矩形由于真实波导中不存在真正的ＴＥ模和ＴＭ模ｓｉ－ＴＥ）模和准ＴＭ（ｑｕａｓｉ－ＴＭ）模。可以通过....

本文编号：4000606