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第1章 光子晶体光纤的特性1

1.1 光子晶体光纤的导光原理1

1.2 模式特性3

1.3 高双折射特性4

1.4 色散特性5

1.5 非线性特性7

1.6 损耗特性7

1.7 光子晶体光纤的设计8

1.7.1 平面波展开法8

1.7.2 有效折射率法10

1.7.3 时域有限差分法12

1.7.4 多极法13

1.7.5 有限元法15

1.7.6 光纤设计中完全匹配层的设置及应用19

1.8 光子晶体光纤的数值计算24

1.8.1 光子晶体光纤包层有效折射率的数值模拟24

1.8.2 光子晶体光纤色散的数值计算26

1.8.3 光子晶体光纤色散的归一化频率29

1.9 带隙光子晶体光纤30

1.9.1 带隙光子晶体光纤的分类30

1.9.2 带隙光子晶体光纤的特性32

参考文献34

第2章 脉冲在光子晶体光纤中的传输39

2.1 脉冲在光纤中传输的基本理论39

2.1.1 麦克斯韦方程组39

2.1.2 典型的光脉冲波形40

2.1.3 光纤中脉冲传输的基本方程41

2.1.4 影响光脉冲传输的几个因素44

2.2 求解非线性薛定谔方程的分步傅里叶法45

参考文献48

第3章 光纤中的非线性效应49

3.1 自相位调制49

3.1.1 非线性相移49

3.1.2 光脉冲频谱的变化50

3.1.3 部分相干的影响52

3.2 色散效应53

3.2.1 光子晶体光纤的色散理论53

3.2.2 色散作用时的脉冲演化55

3.2.3 色散作用时的脉冲展宽因子57

3.2.4 色散作用时的光波分裂57

3.3 四波混频59

3.3.1 参量过程中的四波混频59

3.3.2 四波混频理论分析60

3.3.3 四波混频中的相位匹配63

3.4 受激拉曼散射64

3.4.1 拉曼增益谱64

3.4.2 短脉冲的受激拉曼散射65

3.5 交叉相位调制69

3.5.1 XPM引起的非线性耦合69

3.5.2 XPM导致的不对称频谱展宽71

参考文献75

第4章 光子晶体光纤中的超连续谱产生78

4.1 超连续谱产生机理78

4.1.1 SPM导致光谱展宽78

4.1.2 交叉相位调制致频谱展宽79

4.1.3 FWM导致光谱展宽79

4.1.4 光纤色散的作用80

4.1.5 SRS致光谱展宽81

4.2 超连续谱产生的数值模拟分析82

4.2.1 理论模型82

4.2.2 光纤长度的影响84

4.2.3 泵浦功率的影响89

4.2.4 输入光脉冲初始啁啾的影响92

4.2.5 输入初始脉冲宽度的影响94

4.2.6 入射波长的影响95

4.3 超连续谱产生实验研究96

4.3.1 纳秒脉冲的超连续谱产生96

4.3.2 皮秒脉冲的超连续谱产生108

4.3.3 飞秒脉冲的超连续谱产生实验研究113

4.3.4 在色散渐减光子晶体光纤中产生超连续谱118

4.3.5 在纤芯直径不同的光子晶体光纤中产生超连续谱121

4.3.6 在多芯光子晶体光纤产生超连续谱123

4.4 国内外研究进展124

参考文献127

第5章 超连续谱光源特性研究130

5.1 超连续谱光源的光谱特性130

5.1.1 理论分析130

5.1.2 超连续谱光源光谱特性测量132

5.2 超连续谱光源的光束质量137

5.3 超连续谱光源的相干性143

5.3.1 相干特性144

5.3.2 相干性分析145

5.3.3 相干性数值计算147

5.4 一种超连续谱光源实验研究151

参考文献159

第6章 超连续谱光源应用160

6.1 简介160

6.2 几种应用162

6.2.1 光子晶体光纤带隙测量162

6.2.2 生物医学应用166

6.2.3 超高速光通信光源171

6.2.4 光脉冲压缩176

参考文献184

索引187

符号表188

彩图190