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相似文献
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1.
高非线性光子晶体光纤色散特性的研究   总被引:13,自引:1,他引:12  
吴铭  刘海荣  黄德修 《光学学报》2008,28(3):539-542
采用矢量光束传输法对不同结构参量的高非线性光子晶体光纤的非线性特性和色散特性进行了数值分析,计算得出高非线性光子晶体光纤的物理参量基模有效面积Aeff 、非线性系数γ和色散系数D.分析了Aeff 、γ和D与高非线性光子晶体光纤结构参量空气孔间距Λ、空气孔直径d之间的关系.分析结果表明,通过调节光子晶体光纤的结构参量可以灵活地调整高非线性光子晶体光纤的非线性特性和色散特性.  相似文献   

2.
利用有限元方法对纤芯中心带有一个微小空气孔的光子晶体光纤进行了分析,得到了其模场分布、损耗及色散特性随光纤结构参数及波长的变化规律.根据光的衍射原理及光子晶体光纤的传输特性,对空气孔传光的物理本质进行了解释.得到了微小空气孔低损耗、高强度、单模传输时,光子晶体光纤结构参数及波长的取值范围.设计出了一种优化的光子晶体光纤结构,其模场很好地集中在纤芯微小空气孔中,限制损耗α=5.9×10-5dB/km,为微小空气孔传光的光子晶体光纤设计及制备提供了理论指导.光在空气孔中高强度、长距离传输,为光与物质相互作用及非线性光纤光学提供了新的条件.  相似文献   

3.
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。  相似文献   

4.
双折射光子晶体光纤传输特性分析   总被引:8,自引:2,他引:6  
池灏 《光学学报》2004,24(11):552-1556
采用时域有限差分法对光子晶体光纤导模的传输特性进行数值分析,通过该法可得到任意横向结构光子晶体光纤的色散特性和双折射特性。为提高精度,在计算中应用了各向异性完全匹配层作为吸收边界条件。光子晶体光纤的传输特性完全由其横向结构决定。用时域有限差分法对一类对称结构和两类非对称结构光子晶体光纤进行了数值分析,计算结果表明经合理设计的非对称结构光子晶体光纤中可存在较高的双折射(其双折射可达0.07)。表明时域有限差分法可有效应用于分析和设计具有特定色散和偏振特性的光子晶体光纤。  相似文献   

5.
应用于液压传感的光子晶体光纤特性   总被引:1,自引:1,他引:0  
何忠蛟 《光子学报》2012,41(3):316-319
为实现结构紧凑、高灵敏度的光纤压力(液压)传感器,提出了一种应用于液压传感的边孔结构光子晶体光纤.基于全矢量有限元方法,研究了传统光子晶体光纤和边孔结构光子晶体光纤的有效折射、模式等特性以及在液压情况下的应力和应力特性.根据光弹效应给出了传统光子晶体光纤和边孔结构光子晶体光纤在液压情况下的折射率变化特性.模拟结果表明边孔结构光子晶体光纤可以获得更大的液压传感灵敏度,增大边孔半径可以提高液压传感灵敏度,因此结构优化的边孔结构光子晶体光纤可以实现高灵敏度的光纤压力(液压)压力传感器.  相似文献   

6.
何忠蛟 《光子学报》2014,41(3):316-319
为实现结构紧凑、高灵敏度的光纤压力(液压)传感器,提出了一种应用于液压传感的边孔结构光子晶体光纤.基于全矢量有限元方法,研究了传统光子晶体光纤和边孔结构光子晶体光纤的有效折射、模式等特性以及在液压情况下的应力和应力特性.根据光弹效应给出了传统光子晶体光纤和边孔结构光子晶体光纤在液压情况下的折射率变化特性.模拟结果表明边孔结构光子晶体光纤可以获得更大的液压传感灵敏度,增大边孔半径可以提高液压传感灵敏度,因此结构优化的边孔结构光子晶体光纤可以实现高灵敏度的光纤压力(液压)压力传感器.  相似文献   

7.
高双折射光子晶体光纤中均匀布拉格光栅的特性   总被引:4,自引:0,他引:4  
王智  李欣蓓  王晶晶 《光学学报》2006,26(9):325-1328
研究了具有高双折射的光子晶体光纤(HB PCF)中均匀布拉格光栅(FBG)的光谱特性。利用紧凑的超格子模型,对光子晶体光纤的传输特性进行分析,研究正向传输和反向传输的模式之间的耦合规律,从而研究写入光子晶体光纤中的均匀布拉格光栅的特性。首先给出具有C6v对称性的零双折射光子晶体光纤中光纤布拉格光栅的布拉格波长λB随光纤结构参量的变化规律;然后分析一种高双折射光子晶体光纤中的光纤布拉格光栅的光谱特性,高双折射使两个不同偏振态的反射峰分开较大;最后分析了一种常用的双模双折射光子晶体光纤中光纤布拉格光栅的光谱特性,LP01模和LPe11模的两个偏振态对应的反射谱都由于高双折射而分开。  相似文献   

8.
结合蜂巢晶格与不同空气孔直径晶格二者的优势,提出一种改进犁蜂巢晶格结构光子晶体光纤,采用矢量光束传输法对该光纤的色散与非线性特性进行了数值模拟,分析了色散、非线性系数与其晶格参量之间的关系.数值结果表明,该光纤在1.2~1.6 μm波段内可以实现大负色散、色散平坦、正色散等多种色散特性;此外,晶格结构中空气孔直径的减小...  相似文献   

9.
温度对液晶填充光子晶体光纤传输特性的影响   总被引:6,自引:0,他引:6  
钱祥忠 《光学学报》2008,28(5):988-991
利用液晶的折射率是温度和波长函数的特性,在光子晶体光纤(PCF)芯区的空气柱中填充向列相液晶,通过改变温度来改变液晶的折射率,构成了一种温度凋制光子晶体光纤.用阶跃有效折射率模型研究了温度对这种光子晶体光纤在不同光波长时传输特性的影响,并进行了数值计算.结果表明液晶填充使光子晶体光纤的色散减小,由于折射率对温度和波长变化敏感,改变温度可以使光纤在长波长区域出现单模传输,在短波长时不会出现单模传输,即使包层相对孔径很小也不会出现无截止单模传输.温度升高使光纤的色散值增大,零色散波长向短波长方向移动.这些特性对温度调制光子晶体光纤器件的设计和应用具有一定的参考意义.  相似文献   

10.
张立超  侯蓝田  周桂耀 《物理学报》2011,60(5):54217-054217
利用多极法对八边形光子晶体光纤的色散补偿特性进行数值模拟,分析了结构参数变化对色散补偿特性的影响;计算了具有相同参数的六边形结构光子晶体光纤的色散系数和非线性系数;研究表明八边形光子晶体光纤比六边形结构的光子晶体光纤的大负色散特性明显提高,非色散系数低,更有利于进行色散补偿.因此,本文设计了一种新型的八边形色散补偿光纤,在λ=1.55μm时色散值为-1434.9ps·nm-1·km-1,色散斜率为-4.6338ps·nm-2· 关键词: 光子晶体光纤 多极法 色散斜率 色散补偿  相似文献   

11.
We study higher-order nonlinear modes in the form of vortex solitons and soliton clusters propagating in the waveguides created in photonic crystal fibers made of a material with the focusing Kerr nonlinearity. We find numerically different families of such nonlinear modes with a nontrivial topology and study their bifurcations. We also study the soliton stability to propagation. We demonstrate that waveguides in photonic crystal fibers may support a variety of soliton clusters with the symmetries that may differ from the lattice symmetry. We also discuss briefly the case of a dual-core coupler created by two neighboring cores in a photonic crystal fiber and find numerically the profiles of symmetric and asymmetric nonlinear modes.  相似文献   

12.
We investigate linear and nonlinear light propagation in the photonic crystal fibers infiltrated with nematic liquid crystals. Such a photonic structure, with periodic modulation of refractive index, which could be additionally controlled by the temperature and by the optical power, allows for the study of discrete optical phenomena. Our theoretical investigations, carried out with the near infrared wavelength of 830 nm, for both focusing and defocusing Kerr-type nonlinearity, show the possibility of the transverse light localization, which can result in the discrete soliton generation. In addition, we present the preliminary experimental results on the linear light propagation in the photonic crystal fiber with the glycerin-water solution and 6CHBT nematics, as the guest materials.  相似文献   

13.
采用矢量光束传输法数值模拟了基于模式耦合的双芯光子晶体光纤的色散和非线性与其结构的关系。结果表明:通过在包层中移除一层空气孔以形成外纤芯并调整内外纤芯之间的距离及包层空气孔的占空比,内外纤芯间的模式耦合可以在宽带范围内发生,导致产生大负色散。同时,由于光场分布在两个纤芯内,增大了模场面积,产生低非线性,可以实现低非线性宽带色散补偿。  相似文献   

14.
一种新型的多包层光子晶体光纤的分析方法   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
传统有效折射率方法只能模拟具有相同空气孔大小的单包层光子晶体光纤.针对这一问题,提出了一种改进的有效折射率法,能够计算具有不同孔径的多包层光子晶体光纤的传输特性.并用此方法对三包层光子晶体光纤的基模有效折射率和色散等特性进行了数值模拟,结果与多极法模拟出的结果符合得很好.这种改进的有效折射率法拓展了传统有效折射率法的适用范围,对快速准确地分析和设计具有不同传输特性的多包层光子晶体光纤提供了理论依据. 关键词: 光子晶体光纤 多包层 有效折射率方法 色散  相似文献   

15.
The nonlinear propagation of pulses in liquid-filled photonic crystal fibers is considered. Because of the slow reorientational nonlinearity of some molecular liquids, the nonlinear modes propagating inside such structures can be approximated, for pulse durations much shorter than the molecular relaxation time, by temporally highly nonlocal solitons, analytical solutions of a linear Schr?dinger equation. The physical relevance of these novel solitons is discussed.  相似文献   

16.
Square-lattice microstructure geometry of photonic crystal fibers made with high nonlinearity non-silica glass composition material as well as fused silica glass are studied here for modal propagation, dispersion analysis and supercontinuum generation. Our investigation of nonlinear propagation of low threshold power femtosecond pulse aims at generating supercontinuum in the near and mid infrared region using these highly nonlinear fibers. We performed a series of analyses through varying parameters of square-lattice geometry to map a desired broadband window. We also demonstrate a compact high power broadband source in visible region generated within few centimeter length of the fused silica square-lattice microstructure.  相似文献   

17.
This paper presents PCFDT, which is an accurate and friendly photonic crystal fiber design tool based on full-vectorial finite element method. Photonic crystal fibers based on circular and non-circular microstructured holes, and on different propagation mechanisms have been analyzed. Comparisons with other numerical methods and experimental results have shown excellent agreement. The design tool validation includes experimental results of hybrid photonic crystal fibers, proposed by us, which made possible for the first time light be simultaneously confined and manipulated by two propagation mechanism, total internal reflection and photonic bandgap effect.  相似文献   

18.
光子晶体光纤中自相位调制效应对超高斯脉冲传输的影响   总被引:1,自引:0,他引:1  
朱伟明  姚端正  陈苏 《光子学报》2007,36(12):2252-2255
为了研究光子晶体光纤的微结构对其非线性光传输特性的影响,利用超格子法和光子晶体光纤中的光传输方程,计算了光子晶体光纤中的高斯光脉冲和超高斯脉冲的自相位调制谱.计算结果表明:高斯光脉冲和超高斯光脉冲的高频端比低频端均有较大的频谱展宽,而高斯光脉冲的频谱比超高斯光脉冲的频谱具有更大的中心峰值;超高斯光脉冲较高斯光脉冲有较广的频谱范围,它们的自相位调制展宽范围均随着传输距离的增加而增大.这些现象均可以利用自陡峭效应的理论加以解释.与传统光纤相比,高斯光脉冲在传统光纤中所受自相位调制效应的影响较小.  相似文献   

19.
We predict a strong effective Kerr nonlinearity in hollow-core photonic crystal fibers filled with a Raman active gas which exceeds the intrinsic Kerr nonlinearity by 2 orders of magnitude. Two-color bright-bright and dark-bright solitons supported by this nonlinearity are found and the feasibility of their experimental observation is demonstrated.  相似文献   

20.
A new polarization rotator based on the silica photonic crystal fiber is proposed. The proposed polarization rotator photonic crystal fiber (PR-PCF) possesses a triangle jigsaw-shape core region. The full-vector finite-element method is used to analyze the phenomenon of polarization conversion between the quasi-TE and quasi-TM modes. Numerical simulations show that the wavelengths of 1.31 μm and 1.55 μm are converted with a nearly 100% polarization conversion ratio with their matched coupling length and has a relatively strong realistic fabrication tolerance - 100 nm on the y axis and 50 nm on the x axis. The full vectorial finite difference beam propagation method is used to confirm the performance of the proposed PR-PCF.  相似文献   

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