论文部分内容阅读
超连续谱是指窄带激光脉冲在非线性介质中传输时，由于介质的色散和非线性效应的共同作用，使输出光谱中出现了一些新的频谱成份，使光谱变宽的现象。基于光子晶体光纤产生的超连续谱光源具有相干性好、高功率以及宽频谱等特点，在中红外对抗、光谱学、天文学、军事等领域有着广泛地应用。由于碲酸盐玻璃具有热稳定性好、中红外波段透过率高、非线性折射率高以及成纤性能优异等特点，因此作为超连续谱产生的光子晶体光纤基底材料具有广阔的应用前景。 本论文采用高温熔融法制备了组分为70TeO2-22ZnO-3Al2O3-5La2O3(TZAL,mol%)的碲酸盐玻璃，研究了其制备工艺和流程，测试并分析了TZAL碲酸盐玻璃的折射率随波长的变化、差示扫描热分析曲线和透过率，结果表明该碲酸盐玻璃具有较高的折射率、良好的成玻璃性能及稳定性、高的透过率以及优异的成纤性质，是制备光子晶体光纤的理想材料之一。 详细分析了有限元的理论计算模型，设计了三组不同结构参数的光子晶体光纤，研究了碲酸盐玻璃TZAL的光子晶体光纤色散特性、非线性系数等特性与光纤结构特征之间的关系。通过研究光纤的结构特征发现，合理地设计和调整光子晶体光纤的结构参数，可以获得能够产生超宽带光源的光子晶体光纤。 设计几种不同结构参数的光子晶体光纤，利用Matlab仿真了光脉冲在光子晶体光纤中的传输特性，研究了光子晶体光纤本身参数特性、光纤的长度、包层中空气孔类型和排列方式、泵浦光的峰值功率、脉宽对超连续谱的影响，此外，还研究了在光子晶体光纤最内包层中填充液体油或硅酸盐玻璃后对超连续谱的影响。研究发现，通过合理选择光子晶体光纤的结构参量、光纤的长度以及泵浦光源的参数（峰值功率、脉宽等）可以得到宽而平坦的超连续谱。 利用加工的特殊结构的预制棒拉制出直径为150μm、纤芯直径为25μm的光子晶体光纤，并使用飞秒激光脉冲研究该光子晶体光纤的超连续谱。