高非线性光子晶体光纤：传输损耗与超连续谱研究

"高非线性光子晶体光纤的理论设计与制备研究" 这篇硕士学位论文主要探讨了高非线性光子晶体光纤的设计、光学传输特性、制备工艺以及熔接关键技术。论文作者黄媛媛在导师刘海荣的指导下，深入研究了这类光纤在超连续激光光源中的应用潜力。 首先，论文分析了现有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，这些方法分别用于模拟光纤的色散、非线性和衰减特性。通过这些方法，可以精确预测光纤的光学行为，为设计高性能光纤提供理论支持。 其次，论文详细介绍了高非线性光子晶体光纤的色散、非线性特性和衰减特性。特别是衰减特性，它涉及到模式有效折射率的虚部和实部，这两部分决定了光纤的衰减特性。当光纤的微结构包层由空气孔构成时，光能量可能会通过空气孔间的连接部分泄漏，导致限制损耗或几何损耗。这种损耗与模式有效折射率的虚部有关，影响光纤中的模式传播。 论文还使用Rsoft软件进行光纤结构设计，以优化光纤的光学传输特性，特别是针对产生平坦超连续谱的目标。通过对模拟结果的分析，设计出一种适合800nm波段钛宝石飞秒激光器的高非线性光子晶体光纤，这种光纤能在激光作用下产生宽且平坦的超连续谱。 在制备工艺方面，论文详细阐述了光子晶体光纤的制造流程，从理论设计到实际产品，展示了如何将理论转化为实际的光纤产品。同时，研究了光纤的熔接技术，这是确保光纤性能稳定性和连接效率的关键环节。 最后，通过实验测试和性能分析，论文指出通过优化光纤结构设计和提升制备工艺，有望制备出符合商用标准的高非线性光子晶体光纤，实现更高效、更平坦的超连续谱。 这篇论文为高非线性光子晶体光纤的研究提供了全面的理论基础和技术指导，对于推动光子晶体光纤在超连续光源、光通信和光学测量等领域的应用具有重要意义。