KNSBN光折变类光纤的特性及其应用

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1、摘要摘要光折变光纤(类光纤)由于既具有光折变晶体的特点又具有光纤的特性而受到人们的广泛关注，KNSBN晶体是极具应用前途的新型光折变存储材料。本文研究了Ce：KNSBN光折变类光纤的光扇效应、两波耦合光栅特性和四波混频体光栅特性，并在信号光为e光、泵浦光为混合偏振光的记录条件下实现了两波耦合增益的提高。同时还利用Ce：KNSBN光折变类光纤的衍射特性实现了光折变光开关。论文工作主要有以下几个方面：(1)测量了扇形散射光随入射光入射角度的变化规律，发现了类光纤晶体中独特的扇形散射光。实验测量了在不同入射角度下扇形散射光的时间特性，同时

2、与块状晶体中的扇形散射光进行了比较，并进行了分析。测量了光折变类光纤中两波耦合增益随角度的变化关系，给出了在各个入射夹角下，两波耦合增益中透射信号光的时间特性曲线，分析了类光纤晶体中，两波耦合增益随角度变化的原因。最后测量了两波耦合增益随信泵比的关系，并用两波耦合的理论公式对增益随信泵比的实验数据进行了拟合，两者相符。(2)在信号光保持e光情况下，通过选取泵浦光的最佳偏振方向，实现了光折变类光纤中两波耦合增益的提高。入射夹角一定时，获得了泵浦光的最佳偏振角度，在此偏振角度下可以获得更大的两波耦合增益。随后分别测量了泵浦光在0。和最佳

3、偏振角度下，两波耦合增益随信泵比的变化关系，揭示了泵浦光在最佳偏振角度下对两波耦合增益提高的程度。最后测量了信噪比随泵浦光偏振角度的变化关系，显示了泵浦光在不同偏振角度下对扇光栅抑制作用的大小。(3)实验研究了光折变类光纤中泵浦光和信号光的夹角分别为小角度和大角度两种情况下简并四波混频的基本特性。当夹角较大时，在光折变类光纤内部形成了两个四波混频作用区域，获得了比小角度情况提高4倍的大相位共轭反射率。分别给出了在入射夹角分别为小角度和大角度两种情况下，相位共轭光反射率分别随信号光光强、两束泵浦光光强比变化的实验结果，并用理论公式进行

4、了拟合，理论分析和实验结果相符。实验研究了光折变类光纤四波混频光栅的模式和相位共轭光的时间相应特性。光折变类光纤l摘要的相位共轭响应时间较快，可为秒的量级。(4)分别用理论公式和实验测量研究了在Ce：KNSBN光折变类光纤中，用不同偏振的读出光来控制衍射光强的大小从而实现光折变光开关的开一关功能。e光读出时的光栅衍射效率是O光读出的310倍，而且衍射效率比不随写入光光强比的变化而变化。与块状晶体做了比较，并用实验进行了分析。在光折变类光纤中的衍射效率比是块状晶体的lO倍，实验结果表明光折变类光纤晶体有着更好的光开关性能。关键词：光折

5、变类光纤，两波耦合，简并四波混频，光开关。Ⅱ摘要AbstractPhotorefractivefibers(fiber—like)haveattractedagreatdealofattentionofresearchersrecentlyduetotheirexcellentpropertiesofphotorefractivecrystalandpropertiesoffiber．KNSBNisatypeofnewphotorefractivematerialwithpotentialapplications．InthisTes

6、earcb，thefanningeffect，thenonlinearpropertiesofthevolumegratingwrittenbytwo—wavecouplingandfour-wavemixingarestudied．EnhancementoftWO—wavecouplinginaCe：KNSBNfiber-likeisrealizedwithoptimumpolarizationofthepumpbeams．Thetheoreticalmodelofaphotorefractiveopticalswitchwith

7、Ce：KNSBNfiber-likecrystalwhichisimplementedbyadjustingthepolarizationofthereadoutbeamtOcontrolthediffractionefficiencyofvolumegratingisproposed，Someimportantresearchresultsachievedinthisthesisareasfollows：(1)Thefanningwithrespecttotheincidentanglebetweenthebeamsismeasu

8、red．Itisfoundthatthefanningexhibitsastrongnonlineardependenceontheincidentangle，whichdiffersfromthebulkCe：KNSBNcrysta