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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.
一种新的低非线性宽带色散补偿微结构光纤的设计   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
侯尚林  韩佳巍 《发光学报》2009,30(6):882-887
采用矢量光束传输法对空气孔包层呈正六边形分布的微结构光纤的色散和非线性特性进行了数值模拟。通过分别调节内三层空气孔的直径和包层空气孔节距,设计了一种低非线性宽带色散补偿微结构光纤。该光纤在波长1.55 μm处具有-3 235.8 ps/nm/km的大负色散,可在以1.55 μm为中心的100 nm宽带波长范围对相当于自身长度190倍的普通单模传输光纤进行宽带色散补偿(色散补偿率偏移在0.5%以内),同时该光纤可在此宽带波长范围内保持非线性系数低于5 W-1·km-1。  相似文献   

3.
通过数值计算,分析了纳米光纤的色散特性,并比较了纳米光纤中不同直径和不同材料的色散特性.结果表明:二氧化硅纳米光纤有两个零色散波长,随光纤直径的增大,其色散曲线趋于平坦,零色散波长也随之发生改变;硅光纤只有一个零色散波长,且随着直径的增大,零色散波长向长波方向移动.采用广义非线性薛定谔方程来描述超短激光脉冲在纳米光纤中的传输演化过程,利用分步傅里叶方法求解方程.比较了超短脉冲在光纤不同色散区传输时,色散对超连续谱产生的影响以及脉冲波形的演化.在正常色散区,超连续谱谱宽很窄,而在零色散区和反常色散区则可产生 关键词: 色散 超连续谱产生 非线性光学 纳米光纤  相似文献   

4.
杜海龙  郑义  庞学民 《强激光与粒子束》2021,33(9):091005-1-091005-7
提出了一种兼具低损耗、宽带近零色散和高非线性的光子晶体光纤结构,该结构光纤包层空气孔直径从纤芯向外层方向渐进增加;应用多极法,通过改变包层空气孔间距Λ、各层空气孔直径和空气孔层数Nr,对光子晶体光纤色散、损耗和非线性特性进行分析,获得了各特性随包层结构参数变化的规律,并最终设计出最佳结构参数。计算结果表明,该结构光纤存在3个零色散点,在1.25~1.55 μm较宽的波长范围内,色散值波动小于0.27 ps·nm?1·km?1,色散斜率小于0.008 ps·km?1·nm?2,1.55 μm波长处损耗为0.021 dB/km,在常用的飞秒激光泵浦波长0.8,1.06,1.55 μm处非线性系数分别达到78.6,60.4,38.2 W?1·km?1。  相似文献   

5.
为了改善纳米纤芯光纤的非线性与色散特性,提出利用气孔填充非线性液体的新型纳米纤芯光纤结构来增强现有纳米纤芯光纤的非线性系数,利用选择性填充方法来改进现有纳米纤芯光纤的特性调控能力,实现改善光纤非线性和色散特性目的.分析结果表明采用选择性气孔填充方式和适当的光纤参量有助于实现光纤单模单偏振工作,可以大幅度地提升纳米纤芯光纤的非线性系数和改善光纤色散特性.  相似文献   

6.
超短光脉冲在光纤中传输计算机模拟计算的研究   总被引:2,自引:2,他引:0  
本文提出了一种研究超短光脉冲在介质中传输特性的简单的计算机计算方法.用该方法得到了正色散光纤中的频率调制、频谱加宽和方波自成形,以及负色散光纤中的一、二、三阶孤子传输.其数值计算结果与解非线性薛定谔方程的数值结果完全一致.  相似文献   

7.
王伟  杨博 《物理学报》2012,61(2):064601
针对光子晶体光纤多零色散点、高双折射的应用要求, 设计了一种新型结构的光子晶体光纤, 其纤芯由位于菱形四个角上的圆形空气孔组成. 通过有限元数值分析方法对该种结构光子晶体光纤的色散特性和双折射特性进行数值仿真, 得到色散与波长、色散与纤芯圆孔尺寸、双折射与波长、双折射与纤芯圆孔尺寸的关系. 研究结果表明:在满足光纤传输功率要求的条件下, 光纤的双折射在d1<0.8 μupm 时的性能较好. 同时, 该种结构的光子晶体光纤在芯区直径满足d1=0.4 μupm或 d  相似文献   

8.
许强  苗润才  张亚妮 《物理学报》2012,61(23):279-286
设计了一种六角点阵蜂窝状包层光子晶体光纤,该光纤中心缺失一根空气柱形成纤芯,包层由椭圆空气孔和小圆空气孔组成.基于全矢量有限元法并结合各向异性完美匹配层边界条件,对其双折射、色散、非线性系数、约束损耗和模场等特性进行了数值模拟;计算了具有相同参数的椭圆状包层光子晶体光纤的双折射、色散及非线性系数.结果发现,若调整光纤结构参数为孔间隔Λ=1.15μm,空气孔椭圆率η=0.5,相对孔间隔比f=0.48,小圆孔直径d1=0.4μm时,在波长1.55μm处,该光纤的双折射B高达1.02×10-2,比传统光纤高约两个数量级,同时,该光纤在低损耗通信窗口C波段呈现负色散和负色散斜率,其色散斜率在整个C波段附近在-0.132—-0.121ps·km-1·nm-2范围内波动,非线性系数为45.7 km-1·W-1,约束损耗接近102 dB·km-1.蜂窝状包层比椭圆状包层光子晶体光纤的双折射及大负色散特性明显提高,非线性系数低,更有利于进行色散补偿.  相似文献   

9.
八边形结构的双折射光子晶体光纤   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
杨倩倩  侯蓝田 《物理学报》2009,58(12):8345-8351
提出一种新型的双折射光子晶体光纤,在正八边形的基础上改变纤芯附近的几个空气孔的直径产生双折射.利用多极法对该光纤基模的模场分布、色散、限制损耗及双折射特性进行数值分析,并且分析了一些参数对双折射的影响.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、限制损耗及双折射率.研究表明,具有相同参数的八边形结构光子晶体光纤比六边形结构光子晶体光纤的双折射率明显提高,限制损耗大幅度减小,零色散波长也向短波方向移动. 关键词: 光子晶体光纤 双折射 色散 限制损耗  相似文献   

10.
王伟  杨博 《物理学报》2012,61(6):64601-064601
针对光子晶体光纤多零色散点、高双折射的应用要求, 设计了一种新型结构的光子晶体光纤, 其纤芯由位于菱形四个角上的圆形空气孔组成. 通过有限元数值分析方法对该种结构光子晶体光纤的色散特性和双折射特性进行数值仿真, 得到色散与波长、色散与纤芯圆孔尺寸、双折射与波长、双折射与纤芯圆孔尺寸的关系. 研究结果表明:在满足光纤传输功率要求的条件下, 光纤的双折射在d1<0.8 μupm 时的性能较好. 同时, 该种结构的光子晶体光纤在芯区直径满足d1=0.4 μupm或 d1=0.6 μupm时会出现两个零色散点, 这对进一步研制具有多零色散点的光子晶体光纤具有重要的意义.  相似文献   

11.
光子晶体光纤的正交函数模型   总被引:3,自引:2,他引:1  
任国斌  王智  娄淑琴  简水生 《光学学报》2004,24(8):130-1136
提出了一种用于分析光子晶体光纤的正交函数模型。采用一种新型超格子的构造方法,将光子晶体光纤的横向介电常量表示为两种周期性结构叠加。将横向电场以厄密一高斯函数展开,利用正交函数的性质,将全矢量波动方程转化为矩阵本征值问题,求解本征值问题可得到模式的传输常量及模场分布。利用此模型举例讨论了椭圆孔三角格子光子晶体光纤的模场分布和偏振特性以及三角格子光子晶体光纤的色散特性和有效面积等传输特性。作为一种普适的模型,此方法还可适用于四方结构、蜂窝结构及椭圆孔等多种结构光子晶体光纤。  相似文献   

12.
An accurate analysis of the air-guiding in hollow core photonic bandgap fibers with a modified honeycomb air-hole lattice has been carried out. The influence of the hollow core dimension, as well as of the cladding geometric parameters on the confinement loss, the nonlinear coefficient and the single-mode behaviour of the fibers has been investigated through a full-vector modal solver based on the finite element method. Simulation results have shown that confinement loss lower than 0.1 dB/km, a nonlinear parameter lower than 0.01 (W · km)?1 and an effectively single-mode behaviour over a wavelength range of about 150 nm can be achieved with eight air-hole ring modified honeycomb fibers.  相似文献   

13.
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   

14.
利用相位共轭技术补偿光纤中色散效应的条件   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用相位共轭器的频率反转特性的,补偿光纤中的色散效应,在理论上和实验上得到了证明.由色散脉冲的傅里叶交换确定了光纤中二次色散效应可以被忽略的条件,得到了共轭器的反射率和带宽与非线性介质的长度L,参数|K|L之间的关系曲线,找到了影响补偿效果的主要因素.  相似文献   

15.
Microstructured photonic bandgap fibers with a doped honeycomb cladding structure and the guiding defect defined by the absence of doping are proposed as nonlinear optical fibers for short wavelengths. It is shown that zero-dispersion wavelengths below 500 nm and corresponding effective areas of 1-2 microm2 can be obtained if structures with interhole distances near 600 nm can be fabricated. The cutoff wavelength for guidance of second-order modes can be controlled by variation of the radius and index contrast of the doped regions.  相似文献   

16.
The photonic band structure, mode field distribution, and leakage loss of different photonic crystal fibers are studied by the full vectorial plane wave expansion method and an extended beam propagation method. A comparison on the waveguiding mechanism is conducted among solid-core triangular-lattice PCF, air-core honeycomb PCF, and solid-core honeycomb PCF. For the latter two structures, which conduct light by the photonic bandgap effect, the advantages of down-doped solid-core honeycomb structure are demonstrated for its Gaussian-like mode field distribution and low leakage loss. A combined study on the leakage loss and band structure of solid-core honeycomb PCF has revealed the distinctive properties of photonic bandgap effect.  相似文献   

17.
We introduce a novel class of stable lattice solitons with a complex phase structure composed of many single-charge discrete vortices in a triangular photonic lattice. We demonstrate that such nonlinear self-trapped states are linked to the resonant Bloch modes, which bear a honeycomb pattern of phase dislocations.  相似文献   

18.
The feasibility of realizing a photonic Floquet topological insulator (PFTI) in an atomic ensemble is demonstrated by Yiqi Zhang et al. (pp. 331–338) . The interference of three coupling fields will split energy levels periodically, to form a periodic refractive index structure with honeycomb profile that can be adjusted by different frequency detunings and intensities of the coupling fields. This in turn will affect the appearance of Dirac cones in momentum space. When the honeycomb lattice sites are helically ordered along the propagation direction, gaps open at Dirac points, and one obtains a PFTI in an atomic vapor. An obliquely incident beam will be able to move along the zigzag edge of the lattice without scattering energy into the PFTI, due to the confinement of edge states. The appearance of Dirac cones and the formation of a photonic Floquet topological insulator can be shut down by the third‐order nonlinear susceptibility and opened up by the fifth‐order one.  相似文献   

19.
It is well known that there are three types of dimers belonging to the three different orientations in a honeycomb lattice, and in each type all dimers are mutually parallel. Based on a previous result, we can compute the partition function of the dimer problem of the plane (free boundary) honeycomb lattices with three different activities by using the number of its pure dimer coverings (perfect matchings). The explicit expression of the partition function and free energy per dimer for many types of plane honeycomb lattices with fixed shape of boundaries is obtained in this way (for a shape of plane honeycomb lattices, the procedure that the size goes to infinite, corresponds to a way that the honeycomb lattice goes to infinite). From these results, an interesting phenomena is observed. In the case of the regions of the plane honeycomb lattice has zero entropy per dimer—when its size goes to infinite—though in the thermodynamic limit, there is no freedom in placing a dimer at all, but if we distinguish three types of dimers with nonzero activities, then its free energy per dimer is nonzero. Furthermore, a sufficient condition for the plane honeycomb lattice with zero entropy per dimer (when the three activities are equal to 1) is obtained. Finally, the difference between the plane honeycomb lattices and the plane quadratic lattices is discussed and a related problem is proposed.  相似文献   

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