双折射光子晶体光纤中脉冲俘获现象及其在全光开关中的应用

摘要

光子晶体光纤是近年来出现的一种新型光纤，它具有传统光纤所无法比拟的特殊的光学特性，如无截止单模、奇异色散以及容易获得高双折射等特性，在全光通信领域具有广阔的应用前景，已成为光纤通信领域的一个研究热点。独特的色散特性和增强的非线性效应使得光子晶体光纤成为研究非线性现象和发展全光器件的合适媒介。本文研究了双折射光子晶体光纤中不同偏振角导致的脉冲俘获现象，以及分析了基于双折射光子晶体光纤中脉冲俘获的全光开关的物理机制。取得的主要成果如下： 第一，通过在不同的条件下数值求解耦合非线性薛定谔方程，得到了双折射光子晶体光纤中不同偏振角对脉冲俘获的影响。我们发现，当输入脉冲沿着光纤主轴入射时，没有脉冲俘获现象发生；当输入脉冲位于反常色散区且偏振角偏离光纤快轴0°和90°时可观察到脉冲俘获现象，抽运脉冲通过交叉相位调制俘获信号脉冲并且两者沿光纤共同传输。不同偏振角对脉冲俘获有不同的影响，脉冲俘获效率在夹角为45°时最小，且随着与主轴的夹角的变小而增大，当脉冲的入射角度互余时，小角度的脉冲俘获效率更大。当输入脉冲功率增加时，喇曼孤子的功率也增加，同时俘获脉冲的红移增强，群速度匹配条件得到满足。 第二，分析了全光开关的物理机制，信号脉冲串中只有一个脉冲被抽运脉冲俘获并且抽运脉冲和俘获脉冲的波长移向长波长一侧。由于俘获脉冲的频谱明显区别于未被俘获的信号脉冲的频谱，俘获脉冲可以从信号脉冲串中单独滤出。尽管其它信号脉冲也与抽运脉冲在时域上重叠，但是并没有产生脉冲俘获现象。

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第1章绪论

第2章双折射光子晶体光纤中脉冲传输方程和数值计算方法

第3章双折射光子晶体光纤中不同偏振角导致的脉冲俘获

第4章基于双折射光子晶体光纤中脉冲俘获的全光开关研究

总结与展望

参考文献

致谢

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