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对准连续光在光子晶体光纤中的传输特性进行了理论和实验研究。利用分步傅里叶方法求解非线性薛定谔方程, 数值模拟了准连续光在光子晶体光纤中传输时光谱和脉冲的演化, 并分析了其非线性机理和光谱展宽机制。通过比较不同条件下脉冲时域和频域的演化过程, 发现低功率、宽脉冲条件下引起光谱展宽的主要因素是光纤反常色散区的调制不稳(MI)作用。此外, 还分析了脉冲功率、光纤非线性系数、脉冲宽度等因素对光谱展宽的影响。在理论研究基础上, 将脉冲宽度为80 ps的准连续光耦合入70 m长的非线性光子晶体光纤, 获得了覆盖整个通信波段的超连续(SC)谱, 波长范围1300~1700 nm。
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书书书
第
36
卷
第
1
期
中
国
激
光
Vol.36
,
No.1
2009
年
1
月
犆犎犐犖犈犛犈犑犗犝犚犖犃犔犗犉犔犃犛犈犚犛
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,
2009
文章编号:
02587025
(
2009
)
01015406
准连续光抽运光子晶体光纤产生超连续谱
孙婷婷
1
,
2
王
志
2
李传起
1
(
1
南京信息工程大学数理学院,江苏 南京
210044
;
2
南开大学现代光学研究所,天津
300071
)
摘要
对准连续光在光子晶体光纤中的传输特性进 行 了 理 论 和 实 验 研 究。利 用分 步傅 里叶 方法 求解 非线 性薛 定
谔方程,数值模拟了准连续光在光子晶体光纤中传输时 光 谱 和 脉 冲 的 演 化,并 分析 了其 非线 性机 理和 光谱 展宽 机
制。通过比较不同条件下脉冲时域和频域的演化过程,发 现 低 功 率、宽 脉 冲 条 件 下 引 起 光 谱 展 宽 的 主 要 因 素 是 光
纤反常色散区的调制不稳(
MI
)作用。此外,还分析了脉冲功率、光纤非线性系数、脉冲宽度等因素对光谱展 宽 的影
响
。在理论研究基础上,将脉冲宽度为
80
p
s
的准连续光耦合入
70 m
长的 非 线性光 子 晶体光 纤,获得 了 覆盖整 个
通信波段的超连续(
SC
)谱,波长范围
1300
~
1700nm
。
关键词
光纤光学;光子晶体光纤;超连续光谱;分步傅里叶方法;调制不稳
中图分类号
O436
文献标识码
A
犱狅犻
:
10.3788
/
CJL20093601.0154
犛狌
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300071
,
( )
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收稿日期:
20080826
;收到修改稿日期:
20081015
基金项目:国家
973
计划(
2003CB314906
)、江苏省自然科学基金(
BK2008437
)、江苏省高校自然科学基金(
07KJB510066
)
和江苏省高校“青蓝工程”中青年学术带头人资助课题。
作者简介:孙婷婷(
1981-
),女,博士,讲师,主要从事光电子和光纤器件等方面的研究。
Email
:
nksuntin
g
tin
g
@
g
mail.com
1
引
言
超连续(
Su
p
ercontinuum
,
SC
)谱产生 是 指超短
脉冲在介质中传输时由于介质的非线性效应而导致
光 谱 被 极 大 展 宽 的 现 象。
1970
年,
Alfano
和
Sha
p
iro
利用 倍 频 锁 模 钕 玻 璃 皮 秒 激 光 脉 冲 抽 运
BK7
光学玻璃,首次获得
400
~
700nm
的
SC
谱
[
1
]
。
此后,
SC
谱的 产生 就成 为备 受关 注的 研究 课题,并
被广泛应用于光通信、光谱度量学、分光学和医学成
像等领域
[
2
]
。从光纤中超连续谱产生的发展过程看
来,光子晶 体 光 纤 (
PCF
)是 产生
SC
谱 的 第 四 代 传
输光纤,其良 好 特 性 满 足 产 生
SC
谱 的 高 非线 性系
数和色散要求。同时,由 于 光子晶 体 光纤中 材 料与
空气的折射率之差以及包层空气孔的参数具有很大
的设计自由度,使得 它被广 泛 用于产 生 超连续 谱 的
研究
[
2-7
]
。大多数 实 验 中,所 使 用 的 抽 运 源 都 是具
有高峰值 功 率 的 飞 秒 超 短 脉 冲 激 光 器
[
6
~
10
]
。 在 对
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