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本文理论研究了光子晶体光纤包层和芯区有效折射率以及芯区色散参量的计算,并实验研究了光子晶体光纤零色散点对光谱展宽的影响。
本文以Maxwell方程为理论基础,探讨了用全矢量法计算光子晶体光纤包层有效折射率,在此基础上,计算了光子晶体光纤芯区有效折射率并数值计算了色散参量。选用一组不同填充率的光子晶体光纤,分别进行了包层有效折射率和光子晶体光纤芯区有效折射率和色散参量的数值模拟。模拟结果显示:光子晶体光纤包层有效折射率,芯区有效折射率和色散参量随空气孔的大小及其分布的变化而变化。零色散点接近可见光波段,在1-1.5微米范围内,有大约几百纳米的范围色散参量近似常量。
另外,研究了不同零色散点光子晶体光纤在飞秒脉冲泵浦下产生超连续谱的光谱展宽特征。在实验上采用光子晶体光纤的零色散点分别为0.8μm、1.06μm和2.0μm,泵浦的飞秒脉冲的脉宽为120fs,中心波长800nm,脉冲重复频率为76MHz;实验结果显示光子晶体光纤的零色散点越小,在其中产生的超连续谱越宽越平坦。实验结果与理论是吻合的。通过实验,得到的结论是产生的超连续谱不仅与光子晶体光纤的零色散点有关,也与激光脉冲的功率和中心波长相关。