1 燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 亚稳材料科学与技术国家重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 河北科技师范学院物理系, 河北 秦皇岛 066004
光子晶体光纤具有特殊的导光机制和结构可调性, 可以产生奇异的色散特性及高非线性, 为非线性光纤光学领域的研究提供了新的条件。 受多种非线性光学效应的共同作用, 在不同泵浦光脉冲参数条件下, 不同结构参数及传输特性的光子晶体光纤能产生丰富的非线性光谱。 利用分步傅里叶方法求解非线性薛定谔方程, 模拟飞秒激光脉冲在光子晶体光纤中的传输过程, 获得输出光谱与入射光脉冲参数(泵浦光峰值功率P、 泵浦光波长λ、 光脉冲形状、 光脉冲宽度TFWHM)、 光纤结构参数(孔间距Λ、 空气填充比d/Λ、 光纤长度z)、 传输特性(色散、 非线性系数)的关系, 分析拉曼孤子、 色散波、 自相位调制等非线性效应产生的光谱特性。 利用光子晶体光纤包层节区进行非线性光学实验研究, 获得了孤子波和色散波的宽带光谱输出。 理论分析与实验测量的光谱中都包括了波长0.5 μm附近可见光波段的蓝移色散波、 0.82 μm波段的剩余泵浦光、 1.1 μm波段的孤子波、 2 μm附近的红移宽带色散波。 理论分析与实验测量结果一致, 阐明光子晶体光纤中非线性光谱产生的物理原理, 实现了对宽带光谱的可控输出, 为高非线性光子晶体光纤的结构设计、 制备及非线性光谱的应用研究奠定基础。
光子晶体光纤 非线性 孤子波 色散波 Photonics crystal fiber Nonlinear Dispersive wave Soliton wave 光谱学与光谱分析
2016, 36(6): 1650
1 河北科技师范学院物理系, 河北 秦皇岛066004
2 燕山大学河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 亚稳材料科学与技术国家重点实验室, 河北 秦皇岛066004
与传统光纤不同, 光子晶体光纤可以具有多个零色散波长, 在四波混频光谱中, 具有更丰富的相位匹配特性。 目前很多文献报道了光子晶体光纤非线性光学特性的实验结果, 但对其产生机理及光谱的变化规律缺乏详细的理论分析。 为此对光纤中四波混频原理进行了分析, 给出了高增益的相位匹配条件。 利用多极法计算了光子晶体光纤的非线性系数及色散特性。 对具有多个零色散波长光子晶体光纤的相位失配特性进行了分析, 得到了相位匹配波长随泵浦波长及泵浦功率的变化规律。 给出了相位匹配曲线, 分析了不同色散曲线的相位匹配波长特点, 两个零色散波长光子晶体光纤, 在四波混频光谱中将激发出四个新的波长。 实验得到了两个零色散波长光子晶体光纤的四波混频光谱, 与理论分析一致, 验证了相位匹配理论的可靠性。 多个零色散波长光纤, 能产生丰富的相位匹配曲线, 会出现更多的四波混频波长, 可以有效的控制光孤子及超短脉冲的四波混频及共振散射产生的光谱特性。 为光子晶体光纤中基于四波混频的波长变换及超连续谱的研究提供了理论指导。
光子晶体光纤 相位匹配 四波混频 色散 非线性 Photonic crystal fiber (PCF) Phase-matching Four-wave mixing Dispersive Nonlinear 光谱学与光谱分析
2014, 34(6): 1460
Author Affiliations
Abstract
1 Key Lab. of Measurement Technology and Instrumentation of Hebei Province, State Key Lab. of Metastable Materials Science and Technology, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
2 Laser Institute of Science College, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
3 College of Physics and Chemistry, Hebei Normal University of Science＆Technology, Qinhuangdao 066004, China
The various mode effective indices of the doped photonic crystal fibers (PCFs) are compared, the mode field distributions of the fundamental mode and the second-order mode are analyzed, and the single-mode condition is presented. The mode effective indices of large-core doped PCFs with different core indices and structure parameters are simulated by the finite element method (FEM). The relations of the core index with the fiber structure parameters of pitch, hole-to-pitch ratio and core diameter are obtained for single-mode propagation. In the design and fabrication of the doped PCF, we can adjust the core index and fiber structure parameters to achieve large mode area and single-mode propagation.
光电子快报（英文版）
2013, 9(3): 201
Author Affiliations
Abstract
1 Laser Institute of Science College, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China
2 Measurement Technology and Instrumentation Key Lab of Hebei Province, State Key Lab of Metastable Materials Science and Technology, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
3 College of Physics and Chemistry, Hebei Normal University of Science ?? Technology, Qinhuangdao 066004, China
The effective index of the cladding fundamental space-filling mode in photonic crystal fiber (PCF) is simulated by the effective index method. The variation of the effective index with the structure parameters of the fiber is achieved. For the first time, the relations of the V parameter of Yb3+-doped PCF with the refractive index of core and the structure parameters of the fiber are provided. The single-mode characteristics of large-core Yb3+-doped photonic crystal fibers with 7 and 19 missing air holes in the core are analyzed. The large-core single-mode Yb3+-doped photonic crystal fibers with core diameters of 50 μm, 100 μm and 150 μm are designed. The results provide theory instruction for the design and fabrication of fiber.
光电子快报（英文版）
2012, 8(3): 212
