光子晶体光纤的色散特性与超连续光谱的产生

论文题目: 光子晶体光纤的色散特性与超连续光谱的产生

论文类型: 硕士论文

论文专业: 物理电子学

作者: 孙喜文

导师: 王清月

关键词: 光子晶体光纤,多极法,色散,损耗,超连续光谱,飞秒激光

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 光子晶体光纤是近年来出现的一种新型光纤,其特点是包层排列有规则或随机分布的波长量级的空气孔。包层中的微结构使得光子晶体光纤能够呈现出许多传统光纤不具备的特性。本论文对光子晶体光纤的色散和损耗特性进行了详细研究,从理论和实验的角度分析了飞秒激光在光子晶体光纤中的传输时产生的超连续现象及发生的多种非线性效应。本文主要包括以下几个方面的研究内容:第一章,绪论,介绍光子晶体光纤的概念和特性。第二章,采用多级法系统研究了光子晶体光纤包层空气孔直径、空气孔间距、包层空气孔的层数和包层中某一层空气孔参数单独变化对光子晶体光纤色散和损耗特性的影响。第三章,超短激光脉冲在光子晶体光纤中传输的理论研究。采用分步傅立叶方法模拟分析了超短激光脉冲在光子晶体光纤中传输产生超连续光谱的影响因素,计算分析了光子晶体光纤不同色散特性、脉冲宽度、脉冲峰值功率、脉冲频率啁啾系数、初始脉冲形状等对超连续光谱产生的影响。第四章,超短激光脉冲在光子晶体光纤中传输的实验研究。对比分析了在不同色散结构的光子晶体光纤中飞秒激光脉冲传输过程的超连续光谱变化情况,分析了脉冲能量、棱镜的插入量对光子晶体光纤超连续光谱产生的影响。第五章,对本论文工作进行了全面总结,并对今后的工作做了展望。

论文目录:

中文摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 光子晶体光纤简介

1.1.1 光子晶体的概念

1.1.2 光子晶体光纤的导光机理

1.2 光子晶体光纤的特性

1.2.1 宽带单模特性

1.2.2 色散特性

1.2.3 非线性特性

1.2.4 双折射特性

1.3 光子晶体光纤研究现状

1.4 本论文的主要工作

第二章多极法分析光子晶体光纤的色散及损耗特性

2.1 多极法的数值模型

2.1.1 麦克斯韦电磁方程

2.1.2 传输方程的推导

2.1.3 多极法方程

2.2 光子晶体光纤色散及损耗随光纤参数变化的多极法数值模拟

2.3 本章小结

第三章超短激光脉冲在光子晶体光纤中传输的理论研究

3.1 广义非线性薛定谔方程基础

3.1.1 非线性薛定谔方程(GNLS)的推导

3.1.2 广义非线性薛定谔方程

3.1.3 几种典型的脉冲波形

3.2 超短激光脉冲在PCFs 中传输的数值模拟与分析

3.2.1 色散特性对PCFs 超连续光谱展宽特性的影响

3.2.2 脉冲宽度对PCFs 超连续光谱展宽特性的影响

3.2.3 脉冲功率对PCFs 超连续光谱展宽特性的影响

3.2.4 脉冲啁啾对PCFs 超连续光谱展宽特性的影响

3.2.5 脉冲形状对PCFs 超连续光谱展宽特性的影响

3.3 本章小结

第四章超短激光脉冲在光子晶体光纤中传输的实验研究

4.1 实验装置

4.1.1 实验平台

4.1.2 飞秒激光振荡级系统

4.1.3 实验中使用的光纤结构

4.2 实验结果

4.2.1 光子晶体光纤色散特性对超连续光谱产生的影响

4.2.2 石英棱镜插入量对超连续光谱产生的影响

4.3 本章小结

第五章总结和展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢

发布时间: 2007-04-17

参考文献

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