光子晶体光纤,又名微结构光纤,由于其设计的灵活多变性,所以突破了许多传统光纤所不能达到的极限。如今,光子晶体光纤以其新颖的特性在许多方面都崭露头角,如光通信、非线性光学、光纤光栅、传感技术、高精度光谱学、高功率光纤激光器等。本论文主要研究了光子晶体光纤在非线性光学方面的特性之——超连续谱的产生。光子晶体光纤的问世给超连续谱的产生无疑是注入了新鲜的血液,不但使得连续谱的谱宽比原来扩大了好几倍,而且使超连续谱的获得不再像原来那么困难和花费昂贵。本论文对超连续谱产生的机制和过程进行了研究,阐述了如何获得最佳的超连续谱。　　 本论文的内容主要如下:　　 一、简介了光子晶体光纤的产生,制作方法和应用前景。作为一种新型光纤,光子晶体光纤具有许多传统光纤所没有的新特性:可灵活设计的色散曲线、极高的非线性、很大的双折射、值得期待的损耗特性等。并且介绍了超连续谱的发现、产生和发展过程,以及人们利用光子晶体光纤获得超连续谱取得的进展。　　 二、详细叙述了光纤中超连续谱产生的基本理论。介绍了光脉冲在光纤中传输时会同时受到群速度色散和非线性效应的影响,但是在不同情况下,两种效应的主导地位会发生变化。有时主要受群速度色散影响,有时主要受非线性效应影响,有时两者共同作用。　　 三、从理论上研究了光子晶体光纤中超连续谱的产生情况。利用分步傅立叶方法,模拟了光脉冲在光子晶体光纤中传输时产生超连续谱的过程,分析了色散(尤其是高阶色散)、非线性效应、光纤长度、泵浦源波长的选择、初始脉冲的啁啾以及脉宽对超连续谱产生的影响。说明在峰值功率足够高、光纤足够长的情况下,长脉冲泵浦源可以获得更宽、更平坦、能量更高的超连续谱。　　 四、从实验上研究了在光子晶体光纤中超连续谱产生的情况。用LD泵浦的1064 nm全固态纳秒长脉冲调Q激光器作泵浦源(重复频率从1 kHz到100 kHz连续可调),泵浦光子晶体光纤,产生超连续谱,观察到了超连续谱在短波长区域的显著增强。研究了泵浦源功率、重复频率对超连续谱产生的影响。研究表明高峰值功率有利于超连续谱展宽,而高平均功率有利于超连续谱能量的提高。在低功率水平下研究超连续谱的初始发生情况,发现了一种在光子晶体光纤中获得新频率的可能机制一多波混频效应。