光子晶體光纖非線性光學特性的理論研究.pdf

1、光子晶體光纖（PCF）是一種沿光纖端面存在周期性介電結(jié)構(gòu)排列的特殊光纖，由于其嶄新的概念，優(yōu)異的性能和在光通信、非線性光學、光電子學等領域潛在的應用前景而成為國際光電子行業(yè)的熱門課題。PCF靈活的結(jié)構(gòu)可調(diào)性，使其具有高雙折射、可控色散、高非線性等獨特性質(zhì).尤其PCF獨特的非線性特性被廣泛應用于參量放大、寬帶可調(diào)諧波長轉(zhuǎn)換、光纖通信器件、脈沖壓縮和相位調(diào)制等領域。因此，對PCF非線性光學特性的研究具有重要的學術意義和應用價值。本文對光子晶

2、體光纖非線性光學特性進行了理論研究，主要內(nèi)容如下：
　　 1.概述了光子晶體光纖的概念、性能特點及其應用進展，著重介紹了非線性光學方面的應用。
　　 2.分類討論了光子晶體光纖中的三階非線性效應，著重探討了多個光波在PCF中相互作用所引起的四波混頻及四波混頻中相位匹配等問題。
　　 3.從波動方程出發(fā)，推導了光子晶體光纖中飛秒光脈沖傳輸?shù)姆蔷€性薛定諤方程（NLSE）；利用對稱分步傅立葉法對非線性薛定諤方程進行了數(shù)

3、值求解，模擬了高階色散和高階非線性效應對飛秒光脈沖在PCF中傳輸?shù)挠绊懀环治隽孙w秒激光脈沖在不同色散區(qū)傳輸時的時域和頻域展寬情況；研究了高階色散、自陡峭，脈沖內(nèi)拉曼效應對PCF中超短脈沖的傳輸以及超連續(xù)光譜產(chǎn)生的影響。
　　 4.建立了描述四波混頻理論的非線性耦合方程組，并利用Runge-Kutta法對耦合方程組進行了數(shù)值求解；分析了光纖參量放大的增益特性、帶寬特性、以及波長轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換效率和轉(zhuǎn)換帶寬，模擬了光子晶體光纖長度、非線