小芯径光子晶体光纤的非线性与超连续谱研究

"小芯径折射率引导型光子晶体光纤的制备和研究" 这篇科研论文详细探讨了一种独特的小芯径折射率引导型光子晶体光纤（PCF）的制造工艺及其光学特性。光子晶体光纤是一种具有创新结构的光纤，其内部的空气孔阵列形成了一个光子禁带，通过控制光纤的结构，可以实现特定的光学性能。在这种特殊光纤中，纤芯的周围第一层空气孔呈现柚子形状，芯径仅为1.7微米，孔间距Λ是3.4微米，而空气孔直径d则为2.8微米。 利用有限元法，研究人员在200到1600纳米的宽光谱范围内，对这种光纤的基模有效折射率、色散系数、有效模场面积以及非线性系数进行了数值模拟计算。结果表明，该光纤在研究的波段具有极高的非线性系数，而且表现出反常色散特性。这些特征对于产生超连续谱非常有利，超连续谱是指在光纤中通过非线性过程将单色激光转换为宽带连续光谱。 在深入理解了光纤的基本特性如损耗和色散之后，研究者选择了一种中心波长为800纳米、损耗较小且位于光纤反常色散区的飞秒激光作为光源。他们将不同功率的超短激光脉冲耦合进光纤，以观察并分析小芯径折射率引导型光子晶体光纤中超连续谱的形成过程。实验结果有助于进一步优化光纤设计，以实现更高效的光谱变换和光通信技术。 关键词：光纤光学、光子晶体光纤、非线性、色散、超连续谱、有限元法 这篇文章的发表对于光纤光学和光子学领域具有重要意义，它不仅展示了新型光纤的制备技术，还强调了其在非线性光学应用中的潜力，特别是在超连续谱生成方面的优越性能。这种光纤可能被应用于未来高速通信、光谱学、生物医学成像以及量子信息处理等多个领域。