光子晶體光纖中受激布里淵散射與四波混頻技術(shù)研究

1、光子晶體光纖中受激布里淵散射與四波混頻技術(shù)研究近年來(lái),光子晶體光纖（PCF）技術(shù)取得很大的進(jìn)展。PCF設(shè)計(jì)靈活,具有無(wú)休止單模特性、奇異的色散特性和高非線性的特點(diǎn)，通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，PCF的非線性比普通單模光纖的非線性高一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，人們對(duì)PCF中的非線性進(jìn)行了大量的研究。受激布里淵散射（SBS）是光纖中重要的非線性效應(yīng)，它具有閾值低、易發(fā)生的特點(diǎn)，使得SBS在光通信系統(tǒng)中既有積極的作用,又有消極的作用。SBS可用做光纖布里淵激光器和放大器，這是其積極的方面。相反，對(duì)于光纖中其它的非線性效應(yīng),如四波混頻（FWM）,SBS勺發(fā)生會(huì)減弱FWMJ效率,這時(shí)需要考慮抑制SBS。本論文從利用SBS

2、ffi抑制SBS兩個(gè)角度，分別研究了PCF中的SBS?口FWM論文首先分析了以PCF為增益介質(zhì)的光纖布拉格光柵F-P（Fabry-Perot）腔中穩(wěn)態(tài)SBS的模型。在考慮PCF損耗的條件下,具體研究了光纖布拉格光柵F-P腔的透射功率、反射功率與輸入泵浦波功率的關(guān)系;仿真了光纖布拉格光柵F-P腔中的泵浦波和斯托克斯波白功率分布；模擬計(jì)算了PCF長(zhǎng)度對(duì)光纖布拉格光柵F-P腔中SBS閾值的影響。在上述理論研究的基礎(chǔ)上，提出了一種新型的以PCF為增益介質(zhì)的基于光纖布拉格光柵F-P腔的雙頻布里淵激光器，利用25m長(zhǎng)的高非線性PCFffi兩個(gè)光纖布拉格光柵構(gòu)成F-P腔,作為布里淵激光器的諧振腔,這種腔結(jié)構(gòu)

3、有益于提高布里淵激光器的轉(zhuǎn)換效率,降低布里淵激光器的閾值。論文研究的布里淵?光器的閾值為35mW當(dāng)輸入泵浦波功率為130mW寸，激光器的轉(zhuǎn)換效率為18%與已報(bào)道的PCW里淵激光器相比，論文利用最短的PCF實(shí)現(xiàn)了最低閾值的PCF雙頻布里淵激光器。在光通信系統(tǒng)中,信號(hào)需要通過(guò)微波調(diào)制到光信號(hào)上進(jìn)行傳輸,所以微波信號(hào)的產(chǎn)生非常重要。論文提出了一種新型的基于PCF雙頻布里淵激光器的微波發(fā)生器,通過(guò)選擇具有一定反射譜的光纖布拉格光柵，可以使PCF布里淵激光器僅產(chǎn)生一階斯托克斯波,抑制高階斯托克斯波的產(chǎn)生,泵浦波和一階斯托克斯波的頻率差落在微波的頻率范圍內(nèi),可以通過(guò)泵浦波和一階斯托克斯波混頻得到微波信號(hào)。

4、當(dāng)輸入泵浦波功率為57mW泵浦波波長(zhǎng)在1550nm附近時(shí)，得到了帶寬為3MHz頻率為9.78GHz的微波信號(hào)。與已報(bào)道的基于PCF布里淵激光器的微波信號(hào)發(fā)生器相比,本論文在更低的泵浦波功率下產(chǎn)生了微波信號(hào)。在用光纖鏈路傳輸微波的系統(tǒng)中,微波信號(hào)需要調(diào)制到光載波上,然后通過(guò)光纖進(jìn)行傳輸，這需要解決光載波抑制的問(wèn)題。論文在理論研究光纖環(huán)中SBS莫型的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了一種新型的基于PCF中SBS的光載波濾波器。濾波器由兩個(gè)環(huán)行器和一段PCF組成的光2T環(huán)構(gòu)成，這種光纖環(huán)結(jié)構(gòu)有效地降低了PCF中SBS的閾值,PCF的高非線性可以減小光纖環(huán)中的光纖長(zhǎng)度。濾波器利用25m長(zhǎng)的高非線性PCF乍為布里淵增益介質(zhì)，當(dāng)輸入光載波功率為70mW時(shí),微波光子信號(hào)獲得了3.38dB的射頻增益，有效地減少了濾波后的微波光子信號(hào)的光載波功率,實(shí)現(xiàn)濾波器中心波長(zhǎng)和光載波波長(zhǎng)的自動(dòng)匹配。光通信系統(tǒng)中相位調(diào)制信號(hào)研究的發(fā)展,要求合適的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)作為支撐,FWMS于對(duì)光纖中克爾非線性效應(yīng)的迅速反應(yīng)而滿足全光系統(tǒng)中波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的要求。在色散平坦的PCM,FWM勺相位匹配條件更容易得到滿足，有益于提高FWM的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換帶寬因此，論文提出了一種基于高非線性色散平坦PCF中FWM勺波長(zhǎng)*$換器。PCF中出現(xiàn)SB8降低FWMJ效率,論文在研究SBS的基礎(chǔ)上,通過(guò)選取合適的泵浦源抑