高非线性光子晶体光纤：理论设计与实践探索

"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与制备技术，尤其关注其在超连续激光光源应用中的潜力。作者黄媛媛在导师刘海荣的指导下，针对物理电子学领域进行了深入研究。 一、光子晶体光纤理论设计 光子晶体光纤是一种具有独特光传输特性的光纤，其内部结构由周期性变化的折射率组成，形成光子带隙，可以控制光的传播方式。论文中提到了三种常用的理论模拟方法：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Rsoft软件，研究人员能够设计光纤结构并预测其光学传输特性，以优化非线性和色散特性，使得光纤能在特定波长（如800nm）附近产生理想的超连续谱。 二、高非线性与色散管理 高非线性光子晶体光纤因其高的非线性系数和可调的色散特性而受到关注。论文中详细介绍了如何利用Rsoft软件来设计和分析光纤结构，以实现零色散波长的调控，使其位于670nm到880nm之间，适合800nm波段的钛宝石飞秒激光器工作。这种光纤可以产生丰富的非线性效应，比如四波混频，进而生成宽范围的超连续谱。 三、光纤制备工艺 论文还涵盖了光子晶体光纤的制备过程，包括材料选择、结构预制、拉丝炉中的熔融拉细以及后处理等步骤。这些工艺细节对于确保光纤的性能至关重要，因为它们直接影响到光纤的非线性、色散和损耗特性。 四、光纤熔接关键技术 高非线性光子晶体光纤的熔接技术也是研究的重点。论文中讨论了光纤熔接的理论，以及如何克服熔接过程中可能遇到的挑战，以保持光纤性能的一致性和稳定性。 五、光学性能测试与优化 最后，论文报告了制备光纤的光学性能测试结果，包括衰减和色散特性，并指出通过优化结构设计和制备工艺，有望制造出满足商用标准的光纤产品。 该论文详细阐述了高非线性光子晶体光纤的理论设计、制备工艺、关键性能参数及其在超连续谱生成中的应用，展示了在光通信、超短脉冲产生等领域的广阔应用前景。通过理论与实践的结合，成功研制出了一种零色散点位于800nm附近的光纤，能产生超过900nm的平坦超连续谱。