光子晶体光纤在超连续谱产生中的应用.0

《光子晶体光纤在超连续谱产生中的应用.0》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、光子晶体光纤在超连续谱产生中的应用摘要超连续谱展宽在光通信中有重要的应用，采用数值方法求解非线性薛定谔方程，利用MATLAB分析光纤中产生的超连续谱谱线展宽情况，分析了色散、自相位调制、受激拉曼散射效应、自陡峭效应对超连续谱的影响，给出了光纤传输过程中增宽谱线的方法。关键词：光通信；光子晶体光纤；超连续谱；分步傅立叶法中图分类号:TN29文献标识码:ATheapplicationofphotoniccrystalfibersinsuper-continuumgenerationAbstractSuper-continuousspectrumbroadeningareimpor

2、tantinopticalcommunicationapplications.UsingnumericalmethodforsolvingthenonlinearSchrodingerequation，usingMATLABanalysisgeneratedinopticalfiberssupercontinuousspectrumbroadeningofspectrallines,analyzethedispersion，self-phasemodulation，stimulatedRamanscatteringeffect，self-steepeningonsuper-c

3、ontinuumspectrumeffect，givestheopticalfibertransmissionintheprocessofbroadeningspectrallinemethod.Keywords:opticalcommunication;photoniccrystalfiber;super-continuum;split-stepFouriermethod0引言我们利用光了•晶体光纤来获得超连续谱(Super-Continuous，SC),光了•晶体光纤(photoniccrystalfiber,PCF)乂称为微结构光纤，它结构设计灵活，具有无截止单模传输、

4、灵活可控的模场面积、色散可控等传统光纤不可比拟的特性，比一般光纤更容易产生超连续谱。光子晶体光纤将在未来的Tbit/s波分复用/光时分复用(WDM/0TDM)系统中扮演重要角色［1-3］。利用光纤中的超连续(SC)谱展宽技术，能够在很宽的光谱范围A同时获得多个高重复率、多波长超短脉冲，是一种有效的超短脉冲光源产生方法。而超短脉冲光源是非线性光学、信息光电子超快光谱和多光子显微镜等诸多应用领域的关键器件，具冇广阔的应用前景。基于广义非线性薛定谔方程，采用分步傅里叶方法数值模拟了在飞秒激光脉冲作用下光子晶体光纤中的传输特性和超连续谱的产生机理，分析和研究了光子晶体光纤产生超连续谱

5、的规律及光纤参数对其特性(特别是对其宽度及形状)的影响。1光子晶体光纤中sc形成的理论模型PCF中脉冲的传输可以用广义非线性薛定谔方程描述如下:3A—+dziUkAkdtk=i^A-a^(A2A式中A（z，t）为脉冲复振幅；z为脉冲在光纤中传输的距离，a为光纤的损耗系数，｛3n为n阶色散系数，T=t-Z/vg=t-Plz,vg为群速度，丫为非线性系数,◦0为脉冲中心频率，TR与拉曼增益斜率有关。采用分步傅里叶方法来解此方程，基本思想是将光纤线路分成若干段，每段长度用h表示，在长为h的一小段内将色散和非线性分开考虑，即首先单独考虑非线性对脉冲传输的影响，然后再考虑色散的影

6、响。首先在第一步屮令D=0,然后在第二步屮再令N=0。经过这两步计算可以得到长为h的小段光纤的输出信号。再以此为输入脉冲，计算下一段光纤中脉冲的传输，当然仍然首先假设D=0,然后再假设N=0。如此反复计算，直到光纤的输出端［4-6］。利用软件模拟的方式，研究超连续谱的性能，找出最佳的光子晶体光纤参数。模拟计算输入脉冲功率、中心波长、脉冲宽度以及输入脉冲的初始对于产生超连续谱的性能的影响；模拟计算光子晶体光纤的长度、纤芯直径以及结构参数对于产生超连续谱的性能影响；选择合适的飞秒激光器并设计一种可以产生良好性能的超连续谱的光子晶体光纤；找出不足并提出改进措施。2SC产生的设计方案

7、超短脉冲激光器输出的超短脉冲经过EDFA放大之后进入SC谱产牛.光纤，在光纤的出射端得到超连续谱脉冲，经过阵列波导光栅解复用之后实现多波长输出。在光纤中产生超连续谱的系统框阁如阁1:超短脉冲光源iAWG多波长输出图1光纤屮产生超连续谱的系统框图超短脉冲激光器输出的超短脉冲经过RDFA放大之后进入SC谱产生光纤，在光纤的出射端得到超连续谱脉冲，经过阵列波导光栅分波之后实现多波长输出。3SC产生的软件仿真在广义非线性薛定谔方程的基础上利用数值模拟计算的方法研究sc的产生机理，以及SC光谱与泵浦脉冲参数和光纤