飞秒脉冲泵浦下锥形微结构光纤超连续谱产生的实验研究

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1、硕士学位论文MASTERDISSERTATION论文题目飞秒脉冲泵浦下锥形微结构光纤超连续谱产生的实验研究作者姓名刘志宏学科专业光学工程指导教师周桂耀教授副导师韩颖副教授2016年5月中图分类号：TN252学校代码：10216UDC：535.3密级：公开工学硕士学位论文飞秒脉冲泵浦下锥形微结构光纤超连续谱产生的实验研究硕士研究生：刘志宏导师：周桂耀教授副导师：韩颖副教授申请学位：工学硕士学科专业：光学工程所在单位：信息科学与工程学院答辩日期：2016年5月授予学位单位：燕山大学ADissertationi

2、nOpticalEngineeringEXPERIMENTALRESEARCHONSUPERCONTINUUMGENERATIONINTAPEREDMICROSTRUCTUREFIBERPUMPEDBYFEMTOSECONDPULSEbyLiuZhihongSupervisor:ProfessorZhouGuiyaoYanshanUniversityMay,2016摘要摘要石英基质微结构光纤作为新一代光传输介质，具有无截止单模、可调色散、可设计非线性及高双折射等特性，这种特殊的光波导介质在非线性光学方面有

3、广泛的应用。对微结构光纤拉锥，锥区下降沿到锥腰零色散波长蓝移，同时光功率密度和非线性系数增大，对于探究微结构光纤在超连续谱产生方面具有重要意义。本文在较为详细回顾了近年来国内外微结构光纤、锥形微结构光纤在超连续谱研究现状的基础上，实验研究了熔融拉锥制备出的锥形微结构光纤的基本特性及其超连续谱的产生，主要内容包括：首先，简述了研究锥形微结构光纤的背景和意义，国内外就锥形微结构光纤的理论、实验及应用；并详细介绍了制备锥形微结构光纤的线性熔融拉锥和抛物线性熔融拉锥技术。其次，采用“快速低温”法制备锥形微结构光纤

4、及锥形掺镱微结构光纤。实验探究了微结构光纤及掺镱微结构光纤的最佳拉锥条件，并制备出满足锥区渐变条件的单锥及级联锥，并对锥区各光纤参数进行测定。理论计算了锥形微结构光纤的基模有效折射率、模场面积及色散特性等。再次，实验研究了不同锥长及级联锥微结构光纤在不同中心波长、不同功率飞秒脉冲泵浦时所产生的超连续谱，并结合锥区色散及其非线性详细解释了超连续谱的产生，得出产生超宽带连续光谱的最佳条件。最后，实验研究了掺镱微结构光纤的吸收发射特性及其拉锥前后在不同中心波长和不同功率飞秒脉冲下超连续谱的产生，并从镱离子发射角

5、度出发，结合光纤本身非线性合理解释了超连续谱的产生，为掺杂微结构光纤在超连续谱产生的应用方面提出了一种创新方法。关键词：微结构光纤；镱离子；拉锥；快速低温；超连续谱I燕山大学工学硕士学位论文AbstractMicrostructurefiberbasedonsiliconhastunabledispersion,designablenonlinear,highlybirefringenceandnocut-offmode.Itisinterestinaverywiderangeofapplications

6、asanewgenerationofmediumforopticaltransmission.Bytapering,thedowntaperingandtaperwaistofmicrostructurefibermakethedispersionchangegradually,blueshiftthezerodispersionwavelength,increasethenonlinearityandopticalpowerdensity,whichplaysanimportantroleinresea

7、rchingonthesupercontinuumgenerationofmicrostructurefiber.Thispaperreviewstheresearchofsupercontinuumgenerationintaperedmicrostructurefiberathomeandabroadindetail,andexperimentlystudysonthebasiccharacteristicsandsupercontinuumgenerationoftaperedmicrostruct

8、urefiberfabricatedbyheatingandstretching.Themaincontentsareasfollows:First,thebackgroundandsignificance,thetheory,experimentandapplicationoftaperedmicrostructurefiberathomeandabroadarebrieflyintroduced.Thelinearfuse