超连续谱因具有高亮度、宽频谱、稳定性好和价格便宜等优点,在光谱分析、高精度光学频率测量、光纤通信以及白光光源等方面具有极其重要的应用价值和发展前景。和传统的石英光纤相比,硫化物光纤和光子晶体光纤因具有高非线性系数和极高的红外透过率等特点而受到越来越广泛的关注,基于其产生超连续谱是当前研究的热点。本文分别基于硫化物光纤和光子晶体光纤在超连续谱的产生方面开展了相关的理论研究工作,具体包括以下几个方面:(1)根据麦克斯韦方程组,逐步推导出光脉冲在光纤中的传输方程,并最终得到了广义非线性薛定谔方程,随后采用分布傅里叶的方法对其进行数值求解,从而构建起光脉冲在光纤中传输演化的理论模型。(2)基于建立的光脉冲在光纤中传输的理论模型,数值研究了硫化物光纤传输过程中输入脉冲参数(包括脉冲峰值功率、脉冲宽度、初始频率啁啾)以及参考光纤长度对超连续谱产生的影响。研究结果表明,在一定范围内,输出光谱宽度随输入脉冲的峰值功率和脉冲宽度的增加而增大;正啁啾有利于光谱展宽,负啁啾则恰恰相反。此外,当初始频率啁啾小于30时,超连续谱带宽随着初始频率啁啾的增加而增大。当初始频率啁啾为30,峰值功率为1000 W,脉冲宽度为500fs时,数值模拟获得了光谱范围从近红外区域跨越到中红外区域、平坦性非常好的超连续谱,其光谱宽度为2300 nm;其次,超连续谱的宽度和平坦性并不会随着参考光纤长度的增加而一直增加,而是存在一个最佳的参考光纤长度。(3)基于建立的光脉冲在光纤中传输的理论模型,选择光子晶体光纤作为参考光纤,并选择有限能量Airy脉冲(FEAP)作为输入脉冲,数值研究了其在不同非线性效应条件下的传输特性以及截断系数和啁啾参量等参数对超连续谱的影响。研究结果表明,在传输过程中,FEAP会随着峰值功率的增加而减速传播;高阶非线性效应有利于获得宽度和平坦性更好的超连续谱;超连续谱随着截断系数的减小而变宽;此外,与负的初始频率啁啾参量相比,正的频率啁啾有利于超连续谱的产生。当频率啁啾为0.9时,数值模拟获得的超连续谱宽度为458 nm。