基于硫族化物波导非线性的频谱展宽与压缩的研究

发布时间：2024-03-11 23:07

　　近年来,硅基光子学因在全光通信网络的发展中有着不可替代的作用而引起了人们极大的研究兴趣。利用硅基波导的非线性可以展宽或者压缩频谱,这为我们获取中红外超连续谱和窄线宽光源提供了有效的方法。目前,利用光纤介质产生超连续谱和频谱压缩的方案需要较长的光纤长度和较高的泵浦峰值功率,这些不利于光子集成和系统稳定性。本文设计了几种结构简单的硫族化物波导,研究了中红外波段超连续谱产生和频谱压缩的非线性动态。一方面,深入研究了产生高相干、倍频程超连续谱的条件与影响因素。另一方面,实现了基于自相位调制效应的预置负啁啾脉冲谱压缩和光谱绝热压缩的频谱压缩方案。相关工作及创新成果如下:1.介绍了硫族化物的基本特性及研究现状,分析了中红外超连续谱的研究成果,讨论了几种频谱压缩方案。2.推导了非线性介质中的脉冲传输方程,即广义非线性薛定谔方程,并给出了该方程的两种普遍数值解法。分别讨论了非线性和色散这两种效应对在非线性介质中传输的光脉冲所产生的影响。3.研究了利用波导非线性使频谱展宽的现象,设计了一种脊型悬臂梁结构的硫族化物(As2Se3)波导,研究了其色散参量随波导结构参数的变化关系,通过仿真给出了该波导的最优参...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１－１?（ａ）硫化物破璃的线性与非线性折射率关系，（ｂ）硫化物玻璃的红外传输窗口

１?２?３?４?５?６?７?８?９?１０?１１?１２?１３?１４??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?／ｊａｍ??图１－２纤芯为１６?ｐｍ的Ａｓ２Ｓｅ３光纤中产生超连续谱的输出光谱。??为了得到更宽的中红外超连续谱，可以采用多级挤压法制备低损耗阶跃型硫??３??

图１－２纤芯为１６?ｐｍ的Ａｓ２Ｓｅ３光纤中产生超连续谱的输出光谱

｜?１．４?１．６?１．８?２．０?２，２?２．４?２．６?２．８?３．０?２?４?６?８?１０?１２?１４?１６?１８?２０?２２?２４??Ｌｉｎｅａｒ?ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ?ｉｎｄｅｘ，?ｎ〇?Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ＇ｎｍ??图１－１?（ａ）硫化物破璃的线性与非线性折射率关系，....

图１－３泵浦脉冲峰值功率分别为５０，２５０，５００，７５０Ｋｗ时得到的超连续谱的输出光谱

零色散波长为３．２Ｈｍ的硫化物悬芯光纤。利用长度为１５ｃｍ的硫化物光纤通过实??验研宄了不同的泵浦功率对超连续谱产生的影响。在峰值功率为７５０Ｋｗ时产生??了最宽的谱宽为２ｎｍ？８ｐｍ的ＳＣ，如图１－３所示［３９］。??１０，???—ｐ＝５０?ｋ＼Ｖ???ｊ??弓－１０?卜??Ｐ....

图２－１分步傅里叶算法示意图

半段距离中传输时，假设只有色散效应作用于脉冲，此时只需采用ＦＦＴ算法。当??它在这个区间的中点传输时，在这整个区间长度上非线性效应对脉冲光传输的影??响可以通过光场与非线性算符相乘来表示。这种数值模拟方法的示意图如图２－１??所示。??只考虑色散只考虑非线性??ｒｒ＾Ｖｒ－ｉ??....

本文编号：3926172