微结构光纤相位匹配及频率变换的研究

发布时间：2017-08-19 19:34

  本文关键词：微结构光纤相位匹配及频率变换的研究

  更多相关文章： 中红外 微结构光纤 相位匹配 四波混频 拉曼孤子

【摘要】：微结构光纤结构的多样性使得它具有很多传统光纤不具备的优良特性,如:多零色散波长、色散平坦、高双折射、高非线性等,这些特点使得微结构光纤在频率变换方面有着重要的应用。本文针对多零色散波长微结构光纤能满足几组相位匹配;三角形微结构光纤的四波混频有何特点;高双折射高非线性微结构光纤中拉曼孤子自频移受什么因素影响问题进行了研究,分析了实现频率变换的不同方法。本文主要研究内容如下:首先,介绍了研究微结构光纤的理论基础,即研究微结构光纤的数值方法和各个光学特性的计算公式。其次,研究了多零色散波长微结构光纤的相位匹配,即设计了具有三个及四个零色散波长的微结构光纤,利用多极法对这些光纤进行了数值模拟,分析了结构参数对色散的影响,并且数值模拟了泵浦波长分别位于各个零色散波长、正常色散区和反常色散区的相位失配情况。再次,设计了一种三角形微结构光纤,利用全矢量有限元法对其模式特性、色散和相位匹配情况进行了研究。最后选取了实验室自制的光纤利用中心波长为850nm的飞秒激光泵浦,进行了四波混频的实验研究,对实验现象进行了合理的解释,理论分析与实验结果相吻合。最后,研究了不同实验条件下微结构光纤中拉曼孤子自频移问题。选取了实验室自制的高双折射高非线性双零色散波长微结构光纤,利用有限元法计算了光纤的各种特性参数,再利用钛蓝宝石飞秒激光器对此光纤进行实验,得到了中红外拉曼孤子,再通过改变泵浦光的偏振态,泵浦功率,泵浦波长,光纤长度来研究这些因素对拉曼孤子自频移的影响,得到了宽带可调的中红外孤子。
【关键词】：中红外 微结构光纤 相位匹配 四波混频 拉曼孤子
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN253
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 选题意义9-10
• 1.2 微结构光纤概述10-13
• 1.2.1 微结构光纤的分类10-11
• 1.2.2 微结构光纤的特性11-12
• 1.2.3 微结构光纤的制备方法12-13
• 1.3 国内外研究现状13-15
• 1.3.1 四波混频研究现状13-14
• 1.3.2 光孤子研究现状14-15
• 1.4 本论文的研究内容15-17
• 第2章 微结构光纤的理论研究基础17-23
• 2.1 引言17
• 2.2 微结构光纤的理论研究方法17-19
• 2.2.1 多极法17-18
• 2.2.2 有限元法18-19
• 2.3 微结构光纤的理论基础19-22
• 2.3.1 色散理论19-20
• 2.3.2 双折射度理论20
• 2.3.3 有效模式面积理论20-21
• 2.3.4 非线性系数理论21
• 2.3.5 相位匹配理论21-22
• 2.4 本章小结22-23
• 第3章 多零色散波长微结构光纤的相位匹配研究23-34
• 3.1 引言23
• 3.2 三个零色散波长的微结构光纤23-28
• 3.2.1 三个零色散波长MF的色散23-26
• 3.2.2 三个零色散波长MF的相位匹配26-28
• 3.3 四个零色散波长的微结构光纤28-32
• 3.3.1 四个零色散波长MF的色散28-31
• 3.3.2 四个零色散波长MF的相位匹配31-32
• 3.4 本章小结32-34
• 第4章 三角形微结构光纤的四波混频研究34-44
• 4.1 引言34
• 4.2 微结构光纤的结构设计34-39
• 4.2.1 模式分析35-36
• 4.2.2 色散计算36-39
• 4.3 微结构光纤的相位匹配39-40
• 4.4 微结构光纤的实验研究40-43
• 4.4.1 实验装置40-41
• 4.4.2 实验所用光纤特性41-42
• 4.4.3 实验结果42-43
• 4.5 本章小结43-44
• 第5章 高双折射微结构光纤拉曼孤子自频移的研究44-57
• 5.1 引言44
• 5.2 微结构光纤的数值模拟44-48
• 5.3 实验结果及分析48-55
• 5.3.1 实验装置48-49
• 5.3.2 同一长度的HB-MF49-53
• 5.3.3 不同长度的HB-MF53-55
• 5.4 本章小结55-57
• 结论57-58
• 参考文献58-62
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果62-63
• 致谢63

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李冬冬;佘江波;王丽莉;彭波;;微结构光纤生化传感器研究进展[J];西安邮电大学学报;2013年03期

2 傅恩生;微结构光纤[J];激光与光电子学进展;2003年03期

3 崇英哲,任晓敏;微结构光纤—新型光通信媒质[J];光通信研究;2004年02期

4 胡明列,王清月,栗岩锋,王专,倪晓昌,柴路,张志刚,章若冰,侯蓝田,李曙光,周桂耀;非均匀微结构光纤中超连续光的产生和传输[J];中国激光;2004年05期

5 胡明列,王清月,栗岩锋;微结构光纤的有限元分析计算法[J];中国激光;2004年11期

6 陈伟,李进延,李诗愈,李海清,蒋作文,成煜;微结构光纤的制造工艺研究[J];光通信研究;2005年03期

7 陆洋,张冶金,杨四刚,彭小舟,陈向飞,谢世钟;多极化方法研究微结构光纤特性[J];半导体光电;2005年03期

8 李曙光,周桂耀,邢光龙,侯蓝田,王清月,栗岩锋,胡明列;微结构光纤中超短激光脉冲传输的数值模拟[J];物理学报;2005年04期

9 郭巍;周桂耀;侯蓝田;韩颖;刘艳云;李秋菊;;微结构光纤的制备及其技术进展[J];光通信技术;2006年01期

10 刘艳云;侯蓝田;李秋菊;韩颖;刘兆伦;郭巍;;相干背散射法测量微结构光纤中的光子局域化[J];中国激光;2006年03期

中国重要会议论文全文数据库 前6条

1 郑娟娟;侯蓝田;周桂耀;侯峙云;李曙光;邢广忠;;微结构光纤中光子局域化现象[A];第十届全国红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2005年

2 蒋作文;李进延;李诗愈;陈伟;李海清;;微结构光纤结构设计和制备技术的研究[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年

3 耿慧;熊飞;刘洋;胡威;;微结构光纤的色散特性及其最新进展[A];2012电力行业信息化年会优秀论文专辑[C];2012年

4 王丽莉;;微结构聚合物光纤规模化制造与应用技术最新研究进展[A];全国第15次光纤通信暨第16届集成光学学术会议论文集[C];2011年

5 罗文勇;李诗愈;陈伟;殷江明;莫琦;胡福明;;FTTH用微结构光纤的精确研制与性能研究[A];第九届中国通信学会学术年会论文集[C];2012年

6 郑龙;张霞;施雷;高静;马会芳;黄永清;任晓敏;;基于金纳米层的微结构光纤表面等离子体共振传感器[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 魏巍;微纳光子学若干关键器件的理论与实验研究[D];北京邮电大学;2015年

2 栾楠楠;基于微结构光纤的气体和表面等离子体共振传感器研究[D];天津大学;2015年

3 王然;微纳结构光子器件及高效差频太赫兹辐射源的研究[D];天津大学;2015年

4 鹿文亮;基于耦合理论的微结构光纤及其应用研究[D];北京交通大学;2015年

5 陈海良;功能材料填充微结构光纤光子器件的研究[D];燕山大学;2016年

6 冀玉领;微结构光纤中的模间干涉及光腔的模式耦合[D];燕山大学;2005年

7 王伟;色散平坦微结构光纤理论设计及四波混频特性的研究[D];燕山大学;2010年

8 宋学鹏;微结构光纤非线性特性的理论及其实验研究[D];北京邮电大学;2006年

9 吴志芳;微结构光纤模式控制机理和应用研究[D];南开大学;2013年

10 杨绩文;微结构光纤设计及其稀土掺杂放大器研究[D];中国科学技术大学;2008年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘司英;锥形微结构光纤基本特性研究[D];燕山大学;2009年

2 袁俊伟;微结构光纤长周期光栅的制备与传感特性研究[D];中国计量学院;2015年

3 毕新英;微结构光纤相位匹配及频率变换的研究[D];燕山大学;2016年

4 刘志宏;飞秒脉冲泵浦下锥形微结构光纤超连续谱产生的实验研究[D];燕山大学;2016年

5 李鹏冲;基于微结构光纤的近零色散特性的理论研究和光纤设计[D];燕山大学;2016年

6 周会丽;色散平坦微结构光纤及器件的理论与实验研究[D];北京邮电大学;2009年

7 郑龙;新型微结构光纤设计及其应用研究[D];北京邮电大学;2011年

8 刘艳云;微结构光纤的参数测试与研究[D];燕山大学;2006年

9 郭巍;关于微结构光纤制备的研究[D];燕山大学;2006年

10 王超;微结构光纤激光器件的理论与实验研究[D];南开大学;2005年

，

本文编号：702599