设计800nm附近零色散的高非线性光子晶体光纤用于超连续谱产生

本篇论文主要探讨了在光纤通信领域中的一种创新设计——部署acI（假设这代表Advanced Coherent Interconnect，高级相干互连）技术，特别是在光子晶体光纤的设计和应用方面。光子晶体光纤因其独特的结构和高度非线性特性，成为超连续激光光源的理想平台。超连续光源能产生宽谱范围内的高重复频率超短光脉冲，具有谱宽宽、稳定性和宽带相干性等优势，被广泛应用于光通信、超短脉冲产生、光相干层析以及光频率测量等领域。 论文的核心内容集中在如何设计一种适合800nm波段的钛宝石飞秒激光器工作的高非线性光子晶体光纤，以实现平坦的超连续光谱生成。这种光纤的关键在于其色散特性，特别是在零色散点附近的调控。研究指出，当泵浦波长接近光纤的零色散点，能促进光谱的展宽；而反常色散区域虽然可能导致更大程度的展宽，但光谱平坦度较低，振幅噪声大，限制其应用。正常色散区域则有助于线性频率啁啾与色散相互作用，形成接近矩形的脉冲形状，从而提高超连续谱的平坦度。 论文作者黄媛媛在硕士论文中，基于国内外的研究文献，对比分析了不同的光纤模拟方法，如光束传播法、平面波方法和有限元法，选择这些方法来模拟光纤的色散、非线性和衰减特性。她详细阐述了如何使用Rsoft软件进行光纤结构设计，以及光纤结构参数如何影响其光学传输特性。目标是设计出一种能够产生平坦超连续谱的光纤，其零色散点位于800nm附近，且在泵浦波长处表现出正常的色散特性，同时色散值需适中以保持高峰值功率。 论文还涵盖了光子晶体光纤的制备工艺，包括理论设计的实施和关键熔接技术的研究。作者通过实验测试和性能分析，展示了所制备光纤的光学性能，强调了优化设计和工艺改进的重要性，以期达到商用标准。最终，论文实现了零色散点在800nm附近、低衰减且具有平坦色散的高非线性光子晶体光纤，使得在800nm波段的钛宝石飞秒激光器下产生了展宽超过900nm且平坦的超连续谱。 总结来说，这篇论文不仅探讨了光子晶体光纤的理论设计，还涵盖了光纤的制备过程、熔接技术和性能评估，为超连续光谱的产生和光纤通信技术的发展提供了有价值的理论支持和技术路线。