摘要：人们对超连续谱的研究经历了单模光纤到锥形光纤一直到现在的光子晶体光纤这样一个逐步发展的过程，对于光纤中的超连续谱的研究仍然在继续，本文是一个关于光纤中超连续在近年来研究工作进展的综述。
1、介绍
超连续谱是在单色高强度超短脉冲通过光学非线性介质时产生的。它具有连续光谱,而每个波长分量保持着超短脉冲性质。是指强短脉冲通过非线性介质时,由于自相位调制,交叉相位调制,受激拉曼散射和四波混频等非线性效应与光纤的群速度色散的共同作用而使脉冲频谱展宽的一种现象[1]。产生SC谱的介质要求具有高的非线性系数和适当的色散条件，可用于产生SC谱的非线性介质很多诸如卷色散位移光纤(DSF)、色散渐减光纤(DDF)、色散平坦光纤(DFF)、色散平坦渐减光纤(DFDF)、高非线性光纤(HNLF)、非线性光纤(NLF)、光子晶体光纤(PCF)、锥形光纤(Taper fiber)等等[2]。
2、国内外研究现状
2.1国外研究进展
国外对于超连续谱在光纤中的产生做了许多的理论研究，获得了许多非凡的成果，这些成果促进了超连续谱的研究得到快速的发展。其中，由美国的洛切斯特大学的G. P. Agrawal教授编写的《非线性光纤光学原理及应用》已经成为非线性光学领域的著作，为后人的研究打下了坚实的理论基础
光子晶体技术的研发标志了光纤通信领域向前迈进了一大步。通过调整光子晶体光纤内部缺陷的直径和相互距离就可以随意的调控光纤的色散和非线性特性。通过使用光子晶体光纤，便可以产出频谱更宽，平坦度更好的超连续谱。
通过整理最近几年的文献发现,近年来，国外对用于产生超连续谱的非线性光纤介质和超连续谱功率方面的研究较多。2015年Than Singh Saini等人对中红外超连续谱进行了分析、设计和数值模拟。使用新设计的三角型梯度折射率的光子晶体光纤（PCF）和峰值功率为3.5千瓦周期为50 fs激光脉冲，产生了宽带谱的超连续谱，并首次被报道[3]。Minkovich等人制作了两种特殊的非线性空气氧化硅微结构光纤来产生超连续谱（SC）。一个纤维在包层中有一个不规则的孔结构，另一个有规则的结构。在这两种纤维中，通过飞秒脉冲泵浦光纤产生SC。通过模式色散分析确定了SC的光谱特征和最佳泵浦条件。研究发现，在泵浦范围宽的光纤中可以产生不规则包层光纤中的SC。
2.2国内研究进展
近年来国内对于光纤中超连续谱产生的研究层出不重得到了快速发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆通过查阅近几年的文献发现，一些研究部门以及高校开始把注意力集中在非线性介质，超连续谱展宽上，在理论分析和实验这两个方面获得了不小的收获。发现国内比较突出的研究主要是关于
2.2.1用各种非线性介质产生超连续谱的研究：
朱磊等在《光学学报》上提出了采用高掺锗石英光纤产生中红外超连续谱，采用波长为2μm、脉冲宽度为50 ns的激光器作为光源,纤芯掺锗浓度为75%的石英光纤为非线性介质,进行了中红外超连续谱产生的研究。最终获得了较平坦的超连续谱输出,而且其长波限接近目前报道的基于同类光纤的超连续谱的最大长波限。徐永钊等人基于非线性薛定谔方程,数值研究了色散平坦渐减光纤中非线性啁啾脉冲的传输及超连续谱的产生。研究结果表明,初始啁啾对脉冲传输及超连续谱产生的影响与泵浦条件和光纤参量的选取有很大关系。
2.2.2不同的泵浦条件和不同的入射激光脉冲条件对于超连续谱影响的研究等等：
韦远飞 等人研究了飞秒脉冲经过光子晶体光纤时超连续谱产生的物理机制。对进行了归一化处理后的不同泵浦功率和不同泵浦波长条件下的超连续谱进行对比,分析影响光子晶体光纤超连续谱差异的物理机制。李小魁等通过非线性薛定谔方程模拟了不同激光脉冲形状在光子晶体光纤中传输时对超连续谱产生特性的影响.
2.2.3对于光纤中超连续谱功率的研究；
对于超连续谱功率这一块，国防科技大学的研究较为突出，其中侯静等，分析了高功率超连续谱光源的关键技术，利用脉冲光纤激光器抽运国产光子晶体光纤取得平均功率为１０１Ｗ的超连续谱输出；采用大模面积双包层光纤放大器直接输出超连续谱方案，得到１７７Ｗ近红外超连续谱输出；利用２μｍ脉冲光抽运ＺＢＬＡＮ光纤，获得１０Ｗ中红外超连续谱输出。赵磊等人，在《中国激光》中提出了一种全光纤结构的超连续谱光源，得到脉冲宽度为12ps、中心波长为1064nm的高功率超连续谱。
从以上可以看出，国内对于超连续谱研究这一块，以国防科大为代表，近年来取得了不错的研究成果。
3、总结与展望
超连续谱在近几年来发展迅速，通过概括近几年的国内外文章，发现它有以下几个发展趋势：对于用于产生超连续谱的光学介质的研究；对于泵浦和入射激光条件对于超连续谱的影响的研究，对于超连续谱的谱宽，功率和应用的研究等等，这些方面仍值得国内外的学者们在接下来的研究中进行探索。
参考文献
[1]朱磊等、基于高掺锗石英光纤的中红外超连续谱产生、《光学学报》2016.
[2]苏国瑞等、基于增益开关激光器和HNLF的超连续谱产生实验研究、《光电子激光》2015.
[3]徐永钊等、色散平坦渐减光纤中非线性啁啾脉冲的传输及超连续谱的产生、《发光学报》2016.
论文作者:张洁,胡红艳,马瑞雪,马尧,李辰
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/11/6
标签：光纤论文; 脉冲论文; 色散论文; 光子论文; 晶体论文; 介质论文; 功率论文; 《电力设备》2017年第16期论文;