高非线性光子晶体光纤熔接实验与超连续谱研究

"高非线性光子晶体光纤的理论设计与制备研究" 这篇资源主要探讨了光子晶体光纤在高非线性光学应用中的重要性，特别是在产生超连续谱方面的潜力。光子晶体光纤（PCF）因其独特的非线性系数和可控色散特性而成为超连续激光光源研究的核心。作者黄媛媛在华中科技大学攻读硕士学位期间，对高非线性光子晶体光纤进行了深入研究，涵盖了从理论设计、光学特性、制备工艺到熔接技术的关键环节。 首先，文章介绍了不同的光子晶体光纤理论模拟方法，如光束传播法、平面波方法和有限元法，这些方法分别针对光纤的色散、非线性和衰减特性进行模拟。通过选用合适的模拟工具，可以预测光纤的光学传输性能。 接着，文章详细阐述了高非线性光子晶体光纤的色散、非线性和衰减特性。使用Rsoft软件进行光纤结构设计，以优化光纤参数，实现平坦的超连续谱生成。特别指出，通过设计使得光纤的零色散波长移至670~880nm范围，以适应800nm波段的钛宝石飞秒激光器，从而在光纤中引发丰富的非线性效应。 在制备工艺方面，论文详细描述了光子晶体光纤的制造流程，包括如何从理论设计转化为实际光纤产品。这一步骤涉及到微结构的精确控制和光纤的完整性保持。 此外，论文还研究了PCF的熔接技术，这是一个关键步骤，因为不恰当的熔接会导致额外的损耗。实验中使用了Ericsson FSU975商用电弧熔接机，通过对比实验来评估熔接损耗，例如将PCF与普通单模光纤进行熔接，以此评估不同光纤类型的熔接性能。 实验结果显示，成功制备出了一种零色散点位于800nm附近的低衰减高非线性光子晶体光纤，使用800nm波段的钛宝石飞秒激光器在其内部产生了超过900nm的平坦超连续谱，表明这种光纤设计和制备工艺是有效的。 这项研究不仅深化了对高非线性光子晶体光纤的理解，还为其在实际应用中的优化和商业化提供了理论支持和实验依据。未来，通过继续优化光纤结构设计和制备工艺，有望制造出更符合商业标准的光纤产品，进一步推动光通信、超短脉冲产生、光相干层析和光频率测量等领域的技术进步。