靳爱军[1]2015年在《基于光纤放大器的超连续谱光源研究》文中研究说明超连续谱光源的宽光谱、高亮度的优异特性使得其在光谱学、生物医学、高光谱成像以及光电对抗等领域有着重要的应用前景。在光纤放大器中直接产生超连续谱是实现高功率超连续谱光源的有效途径,该方法将激光增益放大过程与非线性效应结合在一起,使得系统简单紧凑,但同时也使得其中的物理过程十分复杂。本文对基于光纤放大器的超连续谱光源开展了理论与实验研究,进行了超连续谱光源的非相干合束技术研究,提出了超连续谱光源的光束质量评价方法。主要内容包括:结合动态速率方程组与广义非线性薛定谔方程,建立了光纤放大器中超连续谱产生的理论模型,实现了对脉冲序列在增益光纤中的功率放大、非线性光谱及时域演化等动态过程的数值模拟,可以表征光纤放大器中超连续谱产生的物理过程。以掺镱光纤放大器为例,理论与实验研究了光纤长度与信号脉冲宽度对放大器中超连续谱产生的影响,获得了拓展光谱范围、提高输出功率的条件。结果表明增益光纤越长,拉曼效应阈值越低,孤子自频移作用距离越长,超连续谱的光谱越宽,同时输出功率越低;在增益光纤之后熔接一段被动光纤有助于光谱的拓展与平坦化。但是过长的光纤将会使过多功率转移到2μm以上,引入较大损耗,降低输出功率,因此需要优化增益光纤与被动光纤长度,以保证超连续谱光谱宽度与输出功率。信号光为超短脉冲(飞秒至皮秒量级)时,在光谱展宽的初始阶段主要受到自相位调制的作用,因此最终光谱展宽很小;而当脉冲宽度大于10 ps时,信号光谱将在受激拉曼散射效应的作用下拓展至反常色散区,从而使光谱极大展宽,最终形成超连续谱,且脉宽越宽,光谱展宽越宽。基于保偏光纤放大器实现了百瓦级线偏振超连续谱光源。研究了保偏光纤熔接对轴方式对超连续谱偏振特性的影响,在大模面积保偏光纤放大器中实现了最高功率124.8 W的超连续谱光源输出,这是文献报道的保偏光纤放大器输出超连续谱光源的最高功率,光谱覆盖1060 nm-1800 nm,全光谱偏振消光比为84.85%。设计与制作了光纤宽谱功率合束器,通过理论研究获得了宽谱范围内具有高传输效率的合束器制作原则:入射光纤束的包层均拉锥至被输出光纤纤芯包围,同时拉锥过渡区足够长(通常大于1 cm)。使用制作的光纤宽谱功率合束器开展了超连续谱非相干合束的原理性实验,证实了超连续谱光源非相干合束的可行性;其次实现了功率>300 W光谱范围1060 nm-1600 nm的超连续谱光源非相干合束输出。设计制作了输出光纤纤芯100μm的宽谱合束器,最终实验获得了1064 nm处M2因子~9的输出功率>200 W的超连续谱非相干合束光源,光谱范围覆盖1060nm-1900 nm,超连续谱功率传输效率达96.6%。引入功率谱重心的概念,提出了叁种超连续谱光源光束质量的评价因子。对窄带激光的空间传输模型进行拓展,推导了超连续谱光源的空间传输模型,验证了提出的超连续谱光束质量评价方法的合理性。对实验中获得的不同功率与光谱分布的超连续谱光源的光束质量进行了评价与比较,结果表明提出的叁种评价因子均可以综合体现传输模式以及功率谱分布对光束质量的影响,适合对超连续谱光源的整体光束质量进行评价与比较,对高光束质量超连续谱光源的获得及其实际应用具有指导意义。
郭媛[2]2007年在《光子晶体光纤中超连续谱的产生、表征及其倍频特性研究》文中研究说明光子晶体光纤灵活的设计和特殊的导光机制，使其展现出许多普通光纤所不能比拟的奇异特性，并被广泛应用于非线性光学、医学和光通信等方面。小纤芯光子晶体光纤已成为超连续谱产生的一种重要途径。光纤超连续谱源于光纤中复杂的非线性效应，其宽度可以达到两个倍频程以上，这使得超连续谱作为光源可以广泛应用在光通信、光学相干摄影术、光度量学、生物医学、脉冲压缩等领域。本文主要对光子晶体光纤中超连续谱的产生和超连续谱的相干、倍频特性进行了大量的实验研究，主要内容如下：1．对光子晶体光纤的概念、导光原理、特性、制备方法以及应用领域进行了比较详细的介绍。对光脉冲在光纤中传输的基本理论和光纤中超连续谱产生涉及到的几种重要的非线性效应进行了简单的介绍和理论推导。2．采用不同的泵浦源和不同参数的光子晶体光纤进行了超连续谱产生的实验研究，并获得了丰富的实验结果，主要包括：采用锁模钛宝石飞秒激光器产生中心波长为800nm、脉冲宽度为200fs的光脉冲分别泵浦长度为0.5m和1.2m的保偏光子晶体光纤和高非线性光子晶体光纤产生光谱宽度为850nm和400nm的超连续谱：采用微芯片固体激光器产生波长为1064nm、脉冲宽度为750ps的光脉冲分别泵浦零色散波长为1550nm和800nm的光子晶体光纤，其长度分别为100m和30m，产生超连续谱的光谱宽度分别为700nm和750nm：利用锁模掺铒光纤激光器输出波长为1550nm，脉冲宽度为60fs的光脉冲泵浦零色散波长为1550nm、长度为100m的光子晶体光纤产生光谱宽度为450nm的超连续谱；采用锁模钛宝石飞秒激光器泵浦长度为0.5m的保偏光子晶体光纤产生超连续谱的功率为110mW。3．在飞秒激光脉冲泵浦保偏光子晶体光纤获得超连续谱的研究成果基础之上，以部分相干光理论为依据，采用以迈克尔逊干涉仪为核心的两套不同实验方案，对超连续谱光源的时间相干性和空间相干性进行了分析和测量，计算得到其相干长度为6.5μm，对应相干时间为10.83fs，零点互相干度为0.77，这些数据表明超连续谱光源具有差的时间相干性和好的空间相干性。测量得到泵浦源锁模钛宝石飞秒激光的相干长度为59.14μm。分析了不同超连续谱光谱展宽程度对其时间相干性的影响。4．对锁模钛宝石飞秒激光脉冲泵浦保偏光子晶体光纤获得超连续谱进行了倍频的实验研究。首先对泵浦光使用两块厚度分别为3mm和0.05mm的BBO晶体进行倍频，倍频效果都十分显着。对超连续谱用厚度为0.05mm的BBO晶体进行倍频，观察到丰富的倍频光成分。
徐永钊[3]2004年在《光纤超连续谱产生的特性研究》文中研究指明光纤中超连续谱Supercontinuum Spectrum(SC)的产生源于光纤中各种非线性效应(如自相位调制效应、交叉相位调制效应，四波混频效应、受激Raman散射与受激Brillouin散射等)和群速度色散共同作用。本文研究了光纤的色散特性、交叉相位调制效应对SC谱展宽的影响。论文分七章，第一章为绪论，第二章为该论文基本理论，第叁、四、五、六为论文的主要工作，第七章为总结与展望。 第一章：回顾、介绍了超连续谱的研究进展及其重要的应用。 第二章：介绍了本文研究工作的理论基础。 第叁章：研究了色散渐减光纤中超连续谱的产生情况。研究结果表明，光纤的色散特征对光脉冲的传输和超连续谱的产生均有重要影响。由于色散渐减光纤的色散斜率不为零，因此脉冲在光纤中传输时产生不对称的情形，并最终产生不对称的光纤超连续谱。色散渐减光纤的色散斜率越小，越有利于脉冲和超连续谱的对称性，也越有利于超连续谱的展宽。 第四章：研究了色散平坦渐减光纤中超连续谱的产生情况。研究结果表明，由于在泵浦波长处光纤的色散斜率为零，因此脉冲在光纤中传输时保持对称，并产生对称的超连续谱。光纤的色散曲线越平坦，色散曲线的两个零色散波长相距就越远，也越有利于超连续谱的展宽。 第五章：研究了在色散平坦渐减光纤中，交叉相位调制效应对光脉冲的传输以及超连续谱产生的影响。研究结果表明，交叉相位调制效应对超连续谱的产生起到增强的作用，提高了超连续谱产生的效率。在一定条件下，尽管脉冲的两个偏振分量的模式折射率不同，但由于交叉相位调制效应，它们能相互俘获并以共同的群速度传输，产生自捕获现象。当输入脉冲的泵浦功率较低时，交叉相位调制效应对超连续谱的产生的增强效果更为显着，它极大地提高了超连续谱的产生的效率。数值计算的结果还表明，与其他高阶非线性效应相比，拉曼自频率移效应对超连续谱产生的影响更为明显。 第六章:研究了非色散渐减光纤中平坦光纤超连续谱的产生。发现在光纤的正常色散区，色散曲线与波长的成凸型函数关系的色散特征，有利于平坦光纤超连续谱的产生。色散曲线的特性对超连续谱平坦度及宽度有重要的影响。通过对色散曲线的优化设计，可以获得平坦展宽的超连续谱。 第七章:总结与展望
宋家富[4]2017年在《碲酸盐玻璃光学特性及其微结构光纤超连续研究》文中研究表明超连续谱(SC)具有简单廉价,结构简单和稳定可靠等特点,尤其是中红外波段的SC同时还具有光谱宽、空间相干性好和亮度高等优点,在医学诊断及治疗、光学测量、分子光谱学等众多领域有着广泛的应用前景。这就使得高功率、宽谱带中红外SC输出成为众多研究者追求的目标,也是当前学术界研究的热点。首先本文对碲酸盐玻璃进行了设计和制备,在实验室中进行了碲酸盐玻璃块材的超连续谱实验,在现有的材料范围内,制备了叁种光学特性较好的样品,其中Te-Zn-Na-F组分的碲酸盐玻璃块材,其在实验中的超连续产生相对较宽,通过数据分析,为下一步的碲酸盐玻璃块材和光纤的超连续谱实验提供了依据和基础。其次,以碲酸盐玻璃为材料设计单模光纤,为适应实验室泵浦光源的中心波长,对该单模光纤进行参数调整,改变其零色散波长点,进行单模光纤的超连续谱仿真,通过调整各项参数,发现单模光纤的零色散波长点的调整不够灵活,效果不够明显。最后提出了一种新型的实心布拉格光纤结构,在COMSOL Multiphysics软件中利用有限元差分法分析实心布拉格光纤的色散曲线,分析比较不同的光纤参量(周期、占空比和包层折射率)对光纤的色散曲线的影响。通过研究,改变叁个参量的数据,可以得到相对优化的实心布拉格光纤,并成功地将它的零色散点波长控制在1.064μm附近,为超连续谱实验中泵浦源的选取提供了依据,也拓宽了超连续谱实验的范围。此外,本文利用分步傅里叶法研究了光脉冲在光纤中的传输,通过解非线性薛定谔方程,可以得到光纤中的超连续产生的仿真结果,在确定光纤参数的条件下,得到了泵浦源的参数变动对仿真结果的影响,为下一步光纤的超连续产生实验提供数据对比。
欧阳德钦[5]2015年在《高功率脉冲掺铥光纤激光器及超连续谱光源研究》文中研究表明光纤激光器因其具有光电转换效率高、结构简单、光束质量高、散热性能好、易于实现全光纤化等优点,已成为国际研究的热点。研究趋势旨在实现高功率、短脉冲、窄线宽、中红外等。目前,随着2μm波段光纤器件的日益成熟,使得此波段全光纤化高功率掺铥光纤激光器及其在2μm-5μm中红外非线性应用成为国际研究热点。2μm掺铥波段激光处于人眼安全波段及大气窗口,可被应用于生物医学、大气遥感、聚合物非金属材料加工等;此外,由于掺铥光纤的石英基质材料,容易实现高功率脉冲输出,可作为中红外超连续谱光源、光参量振荡器、中红外拉曼光纤激光器、THz波产生的良好泵浦源。2μm掺铥光纤激光器近年来发展迅速,连续波输出已达千瓦,皮秒脉冲输出已达百瓦,飞秒啁啾脉冲放大也已实现百瓦输出,但单脉冲能量均不高;对于单脉冲能量较高的纳秒脉冲,报道的最高输出平均功率仅为几十瓦,且难以实现全光纤化。本文围绕纳秒量级脉冲掺铥光纤激光器及其应用展开研究,首先研究了高功率激光全光纤化的关键技术——模场适配技术;其次,通过增益开关技术、主动调Q技术及半导体可饱和吸收体被动锁模技术实现了不同纳秒量级2μm脉冲掺铥激光输出,并将叁者进行功率放大,比较其优缺点,最后应用于中红外超连续谱的产生。主要创新性研究内容如下:1.理论分析了高功率激光全光纤化的关键技术——模场适配技术,分析了不同热扩散(Thermally expanded core,TEC)光纤过渡区长度及半径、锥形光纤过渡区长度及锥腰半径对耦合效率的影响。采用渐变折射率光纤及玻璃丝作为光纤透镜,理论研究了常规石英光纤与小芯径光子晶体光纤(Photonic crystal fiber,PCF)的低损耗耦合,并加以实验研究。实验中实现了普通单模光纤与PCF(模场直径~3.9μm@1060 nm)最低0.26 d B的损耗,大芯径双包层光纤(模场直径~18.7μm@1060 nm)与PCF最低0.50 d B的损耗。2.为实现增益开关脉冲掺铥光纤激光输出,搭建了基于1551 nm调制半导体激光器的铒镱共掺光纤放大器(Er/Yb co-doped fiber amplifier,EYDFA)系统。提出采用带隙位于1030-1140 nm之间的全固光子带隙光纤抑制Yb波段因较高放大的自发辐射(Amplified Spontaneous Emission,ASE)产生自激振荡对放大系统造成的危害。并将其泵浦高非线性光纤,实现了1100 nm-1700 nm平坦超连续谱光源。3.利用脉冲输出1551 nm EYDFA作为泵浦源,抽运掺铥光纤,实现了增益开关2μm掺铥激光输出,实验实现了信号脉冲重复频率为泵浦脉冲重复频率1/4、1/3、1/2及1倍的变化,同时观察到了自锁模脉冲输出。之后选取稳定的增益开关脉冲,通过叁级功率放大将其平均功率放大至115 W,单脉冲能量为1.15 m J,为国际报道基于增益开关脉冲掺铥光纤激光放大的最高输出功率;同时也实验验证了自锁模脉冲包络并不适合高功率放大。4.利用2μm波段光纤耦合声光调制器(Acoustic optical modulator,AOM),实现了全光纤化大调谐范围主动调Q脉冲掺铥激光输出,重复频率调谐范围为1 k Hz-2 MHz,相应的脉宽可调谐范围为1.16μs-46.3 ns。之后通过叁级功率放大系统对其进行功率放大,最终实现了平均功率~110 W、重复频率可调谐范围100 k Hz-2 MHz、脉宽2.9μs-51.1 ns的脉冲掺铥激光输出,为国际报道的全光纤化调Q掺铥光纤激光器最高输出功率水平。5.利用透射式半导体可饱和吸收体作为锁模器件,采用长腔结构实现了稳定的纳秒量级锁模脉冲掺铥激光输出,腔内无其他偏振控制器件,具有良好的自启动及稳定性能。之后对其进行功率放大,实现了69.5 W、光谱范围覆盖1950 nm-2500 nm的拉曼超连续谱光源,进而将其泵浦ZBLAN光纤,实现了5.23 W、光谱范围覆盖1950nm-3600 nm的中红外超连续谱光源。
刘楚[6]2012年在《长脉冲泵浦光纤超连续谱光源及其稳定性研究》文中研究指明光纤超连续谱(SC)光源具有输出功率高、带宽大、空间相干性好等一些独特的优势,在光谱检测、生物光子学、光通信以及光计量学等领域获得日益广泛的重视和应用,也是目前国际激光应用技术领域与学科交叉中的研究热点。本论文对长脉冲泵浦光纤超连续谱的理论、光谱的扩展方法及其稳定性分析以及大功率激光二极管线阵的波前测量及整形技术进行了系统深入的研究。取得的主要创新成果如下：1.首次发现了长脉冲泵浦SC的产生过程中,当色散波与孤子发生碰撞时,色散波峰值光强所对应的频率产生阶跃频移,而其加权平均频率则呈现出连续平滑的频移特性。同时,随着光纤长度的增加,孤子产生的势阱也会因其相关参数的波长依赖关系而发生变化,对束缚在势阱中的色散波也会产生相应的影响。2.首次提出了一种双脉冲间碰撞致SC光谱展宽的理论模型。当时域窗口过窄时,抵达窗口边界的脉冲能量会从窗口另一端重新进入,导致脉冲间的孤子碰撞,从而使得SC的光谱发生展宽。这是一种预测脉冲间碰撞致孤子展宽的有效模型,并从实验上进行了验证。同时,从理论和实验上研究了双脉冲泵浦致SC光谱展宽的机理。数值仿真和实验结果表明,峰值功率500W,脉宽5ps的泵浦双脉冲,当脉冲间隔较小时(20ps),可以极大的增强SC光谱的展宽度(约为140nm)。3.提出了一种自适应前截止滤频方案,首次发现了光学巨孤子(RS)产生于不同的光纤长度,而且呈现出一种类似于生命周期的特性：RS的光强由于孤子碰撞而迅速上升并随之缓慢下降。因此,当光纤的长度增加时,在产生的SC光谱中将聚集更多已经衰退的RS,这将给SC光谱长波长端的稳定性带来较大的影响。4.提出了一种可对大功率激光二极管线阵(HPLDA)进行大动态范围波前测量的新方法,可在-π/2到π/2范围内对其进行高精度的波前斜率测量并实现对HPLDA输出光束进行波前重构的目的。实验制作并数值模拟了一种用于HPLDA输出光束聚焦和均匀化的新型光束整形系统,该系统由一个锥形石英阵列整形器和一个锥形石英积分器组成,具有价格低廉,易于制作的优点。通过整形系统后,HPLDA输出光束的光强和发散角得以重新分配以形成一个均匀分布的小光斑,并能耦合进入直径200μm的石英光纤中。
胡锐[7]2018年在《基于正常色散光纤生成2～3微米波段超连续谱的研究》文中研究说明超连续谱已经被广泛应用于非线性光学中超短脉冲的产生、光谱分析、光学相干层析、光计量学、光通信等众多领域,而如何获取产生超连续谱所需的高能量脉冲以及非线性介质,属于研究的热点领域。2-3微米的正常色散超连续谱具有时域相干性好、频域相对平坦等优势,具有很大的实用价值。本文主要研究了基于正常色散光纤生成2-3微米波段超连续谱,主要工作如下:首先,对生成高能量脉冲的锁模激光器进行了仿真,构建了由单模光纤、增益光纤、色散补偿光纤、可饱和吸收体组成的结构模型,研究了色散、非线性系数以及增益系数对于脉冲时域、频域以及能量的影响。其次,设计了一种高非线性液体填充纤芯—外层空气孔结构的光纤结构,通过改变纤芯直径、空气孔直径以及纤芯和空气孔的间距,调整光纤的色散系数和非线性系数,使得2-3微米波段位于光纤的正常色散区,且具有高非线性系数以及平坦的色散曲线(-20ps/nm/km～-50ps/nm/km),使得泵浦波长为2000nm时在研究波段生成平坦且光谱尽量展宽的超连续谱。对于光纤中超连续谱的生成进行了分析与研究,通过改变入射脉冲能量、光纤长度以及空气孔数量等参数,对于生成超连续谱的变化情况进行了整理和分析,当纤芯直径d1=2.2μm,d2=0.5μm,Λ=2.5μm时,光纤的超连续谱在2-3微米波段具有良好的平坦度,当输入脉冲宽度为0.1ps,能量为25nJ,光纤长度为2.5cm时,纤芯—外层正四边形空气孔结构光纤生成的超连续谱谱宽为2184nm(20dB),波长范围为793～2977nm;纤芯—外层正六边形空气孔结构光纤生成的超连续谱谱宽为2207nm(20dB),波长范围为785～2992nm;纤芯—外层正八边形空气孔结构光纤生成的超连续谱谱宽为2218nm(20dB),波长范围为778～2996nm,且在2-3微米波段均具有较好的平坦度。
王晓琰[8]2011年在《高双折射光子晶体光纤设计及其超短脉冲传输特性研究》文中指出光子晶体光纤由于其特有的结构可调和色散特性有望作为一种典型的光子器件被应用于光通信、光传感和非线性光学领域。鉴于非石英玻璃(ZBLAN、碲化物玻璃和硫系玻璃等)具有较高的线性和非线性折射率，透光范围从近红外扩展到中红外，非石英光子晶体光纤的应用前景更加广阔。本文从理论和实验两个方面对几种不同材质光子晶体光纤的特性进行了详尽的研究。论文的主要工作如下：首先，介绍了本文所涉及到的主要理论和方法：电磁波散射的多级方法和超短激光脉冲传输的自适应分步傅里叶方法，综述了高双折射光子晶体光纤和超连续谱产生的发展动态。其次，设计了一种以As2S3为基质的中红外光子晶体光纤，利用多极法研究了此光纤的基本特性。数值研究发现，该光纤具有中红外宽带正常色散，并使得高非线性和高保偏特性在此光纤中得到了完美的结合，为研制中红外波段的高非线性光纤提供了理论依据和参考。再次，数值研究了中心波长为4μm的飞秒脉冲在中红外As_2Se_3双折射光子晶体光纤中的传输，利用多极法、自适应分布傅里叶方法对光纤的基本参数和传输特性进行了数值模拟，详尽分析了中心波长为4μm的飞秒脉冲入射不同结构参数光纤后频谱展宽的机理。在长为3cm的As_2Se_3双折射光子晶体光纤中产生了谱宽达到12μm的中红外超宽带偏振超连续谱。最后，完成了Ti:sapphire飞秒脉冲在自行研制的高双折射双零色散光子晶体光纤中传输的实验，获得了从紫外到中红外宽带保偏超连续谱。研究发现，超连续谱的宽度随着入射偏振方向的变化大幅度可调；泵浦的平均功率越大，频谱展宽就越明显，但平均功率达到一定值之后，频谱不再继续展宽；当泵浦中心波长不同时，频谱展宽情况也有所不同，当泵浦的中心波长位于光纤反常色散区且较远离光纤零色散点时，产生的超连续谱较宽。
朱磊[9]2016年在《基于高掺锗光纤的中红外光源研究》文中研究说明中红外波段覆盖了众多原子和分子的特征吸收谱线,并且包含有空气中极重要的大气透明窗口,在光谱学、医疗和军事等领域都有重要的应用。基于高掺锗光纤的中红外光源结合非线性光纤光学技术,具有温度稳定性好,使用寿命长,抗电磁干扰等优点。本文以高浓度掺锗光纤作为非线性介质,研究其中红外级联拉曼光谱输出,实现了中红外超连续谱输出。具体工作包括:1.研究了2μm激光泵浦高浓度掺锗石英光纤的级联拉曼光谱。采用掺杂浓度为98mol.%的掺锗石英光纤为非线性介质,利用光纤中以受激拉曼散射为主的非线性波长转换效应,分别在波长为1.95μm和2μm的脉冲激光泵浦下,获得了叁阶斯托克斯峰波长分别为2.53μm和2.7μm的级联拉曼光谱输出。实验过程中优化了掺锗石英光纤的长度,并针对空间泵浦光耦合部分采用在掺锗石英光纤前端熔接小段单模光纤并对熔点进行多次放电的方法优化,优化后耦合效率从50%提高到60%左右,光纤可承受最大泵浦光功率从500m W提高到1200m W。2.7μm的中红外光输出是目前利用掺锗石英光纤得到的最长波长的拉曼光输出。2.研究了基于高浓度掺锗石英光纤的中红外超连续谱产生。利用波长为2μm的纳秒脉冲掺铥光纤激光器泵浦掺杂浓度为75mol.%的掺锗石英光纤,利用光纤中的受激拉曼散射效应,以及自相位调制、交叉相位调制、四波混频等非线性效应,获得了中红外超连续谱输出。实验过程中通过优化掺锗石英光纤的长度,及在掺锗石英光纤的输入端熔接一截短的多模光纤以提高泵浦光的空间耦合效率和损毁阈值,最终在1.9-2.9μm范围内获得了较平坦的超连续谱输出,10d B带宽和20d B带宽分别达到950nm和980nm,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。
刘志宏[10]2016年在《飞秒脉冲泵浦下锥形微结构光纤超连续谱产生的实验研究》文中认为石英基质微结构光纤作为新一代光传输介质,具有无截止单模、可调色散、可设计非线性及高双折射等特性,这种特殊的光波导介质在非线性光学方面有广泛的应用。对微结构光纤拉锥,锥区下降沿到锥腰零色散波长蓝移,同时光功率密度和非线性系数增大,对于探究微结构光纤在超连续谱产生方面具有重要意义。本文在较为详细回顾了近年来国内外微结构光纤、锥形微结构光纤在超连续谱研究现状的基础上,实验研究了熔融拉锥制备出的锥形微结构光纤的基本特性及其超连续谱的产生,主要内容包括:首先,简述了研究锥形微结构光纤的背景和意义,国内外就锥形微结构光纤的理论、实验及应用;并详细介绍了制备锥形微结构光纤的线性熔融拉锥和抛物线性熔融拉锥技术。其次,采用“快速低温”法制备锥形微结构光纤及锥形掺镱微结构光纤。实验探究了微结构光纤及掺镱微结构光纤的最佳拉锥条件,并制备出满足锥区渐变条件的单锥及级联锥,并对锥区各光纤参数进行测定。理论计算了锥形微结构光纤的基模有效折射率、模场面积及色散特性等。再次,实验研究了不同锥长及级联锥微结构光纤在不同中心波长、不同功率飞秒脉冲泵浦时所产生的超连续谱,并结合锥区色散及其非线性详细解释了超连续谱的产生,得出产生超宽带连续光谱的最佳条件。最后,实验研究了掺镱微结构光纤的吸收发射特性及其拉锥前后在不同中心波长和不同功率飞秒脉冲下超连续谱的产生,并从镱离子发射角度出发,结合光纤本身非线性合理解释了超连续谱的产生,为掺杂微结构光纤在超连续谱产生的应用方面提出了一种创新方法。
参考文献：
[1]. 基于光纤放大器的超连续谱光源研究[D]. 靳爱军. 国防科学技术大学. 2015
[2]. 光子晶体光纤中超连续谱的产生、表征及其倍频特性研究[D]. 郭媛. 太原理工大学. 2007
[3]. 光纤超连续谱产生的特性研究[D]. 徐永钊. 华南师范大学. 2004
[4]. 碲酸盐玻璃光学特性及其微结构光纤超连续研究[D]. 宋家富. 南京邮电大学. 2017
[5]. 高功率脉冲掺铥光纤激光器及超连续谱光源研究[D]. 欧阳德钦. 深圳大学. 2015
[6]. 长脉冲泵浦光纤超连续谱光源及其稳定性研究[D]. 刘楚. 北京交通大学. 2012
[7]. 基于正常色散光纤生成2～3微米波段超连续谱的研究[D]. 胡锐. 北京交通大学. 2018
[8]. 高双折射光子晶体光纤设计及其超短脉冲传输特性研究[D]. 王晓琰. 燕山大学. 2011
[9]. 基于高掺锗光纤的中红外光源研究[D]. 朱磊. 中国计量学院. 2016
[10]. 飞秒脉冲泵浦下锥形微结构光纤超连续谱产生的实验研究[D]. 刘志宏. 燕山大学. 2016
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