微纳光纤偏振相关特性及应用研究

论文摘要

微纳光纤是指将普通光纤在熔融状态下拉制得到的直径微米量级的光纤。微纳光纤由于具有尺寸小、光场约束能力强、损耗低、倏逝场传输能力强、高机械性与高柔韧性等优点,近年来在光传感、光通信、非线性光学、有源发光器件等方面都有着广泛的应用。本论文提出了基于微纳光纤倏逝场耦合实现的微纳光纤偏振分束器,理论上对其进行了仿真,实验上制备了该器件、表征了其偏振相关特性,并将其应用于被动锁模光纤激光器中,基于非线性偏振旋转实现了锁模脉冲的产生。本文的主要工作内容有:(1)利用耦合模理论分析了基于倏逝场耦合的微纳光纤偏振分束器的模式分布特性,理论上说明了基于微纳光纤耦合结构可实现TE/TM模偏振分束。(2)使用Comsol Multiphysics软件中全矢量有限元法以及Rsoft软件中Beam PROP模块的有限差分光束传输法,讨论了1.55μm与1.06μm波段下两根平行紧贴放置的微纳光纤的偏振分束特性,并研究了满足偏振分束效果的微纳光纤偏振分束器的耦合长度与直径之间的关系,为实验上制备微纳光纤偏振分束器提供了理论指导。(3)在1550 nm波段成功制备了三个微纳光纤偏振分束器样品,实验测得三个器件在1550 nm左右处的偏振对比度都能达到10 dB以上,最高能达25.23 dB。(4)将制备的微纳光纤偏振分束器应用于被动锁模光纤激光器中,实现了锁模脉冲的产生。实验上,在中心波长约为1559 nm处,得到的锁模脉冲3 d B谱宽为3.83 nm,脉冲周期为13.5 ns,对应重复频率为7.3928 MHz,射频谱信噪比为43.82 d B,脉冲宽度是0.92 ps,时间带宽积为0.44。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 选题背景及意义
•   1.2 微纳光纤研究背景及现状
•   1.3 微纳光纤偏振相关特性的研究现状
•   1.4 被动锁模光纤激光器的研究现状
•   1.5 本文研究的主要内容
• 第二章 微纳光纤倏逝场耦合原理及研究方法
•   2.1 全矢量有限元法介绍
•   2.2 有限差分光束传输法介绍
•   2.3 微纳光纤偏振分束器原理分析
•   2.4 本章小结
• 第三章 微纳光纤偏振特性的仿真
•   3.1 1550 nm波段微纳光纤偏振特性仿真
•   3.2 1064 nm波段微纳光纤偏振特性仿真
•   3.3 本章小结
• 第四章 微纳光纤偏振分束器制作及表征
•   4.1 熔融型拉锥机系统及其工作平台
•   4.2 1550 nm波段微纳光纤偏振分束器的制作
•   4.3 微纳光纤偏振分束器表征
•   4.4 本章小结
• 第五章 微纳光纤偏振分束器在被动锁模激光器应用
•   5.1 引言
•   5.2 基于微纳光纤偏振分束器的被动锁模激光器实验
•   5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
•   6.1 本文总结
•   6.2 下一步工作建议
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
• 附录2 攻读硕士学位期间申请的专利
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 钱禹豪

导师: 张祖兴

关键词: 微纳光纤,偏振分束器,被动锁模光纤激光器,全矢量有限元法,三维全矢量光束传播法,熔融拉锥法

来源: 南京邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学

单位: 南京邮电大学

分类号: TN253

DOI: 10.27251/d.cnki.gnjdc.2019.000888

总页数: 55

文件大小: 3542K

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