第３３卷第３期
２ ０ ０ ６年６月 湖南大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃ￣） ＶｏＩ．３３。Ｎｏ．３
Ｊｕｎ．２ ０ ０ ６
文章编号：１０００．２４７２（２００６ Ｊ０３．０１１０．０４
双折射光子晶体光纤中不同偏振角
导致的脉冲俘获
文双春 ，朱 华
（湖南大学计算机与通信学院，湖南长沙４１００８２）
摘要：基于耦合非线性薛定谔方程，研究了双折射光子晶体光纤中单个光脉冲的非线
性传输．当输入脉冲位于反常色散区且偏振角偏离光纤快轴０。和９０。时可观察到脉冲俘获
现象，脉冲俘获效率在偏振角为４５。时最小，当脉冲的入射角度互余时，小角度的脉冲俘获
效率更高．此外，增加输入脉冲功率俘获脉冲能够获得更大的频谱偏移．
关键词：脉冲俘获；光子晶体光纤；双折射；偏振角
中图分类号：ＴＰ３９１ 文献标识码：Ａ
Ｐｕｌｓｅ Ｔｒａｐｐｉｎｇ Ｒｅｓｕｌｔｉｎｇ ｆｒｏｍ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ａｎｇｌｅｓ
ｉｎ Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ Ｐｈｏｔｏｎｉｃ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｆｉｂｅｒｓ
ＷＥＮ Ｓｈｕａｎｇ—ｃｈｕｎｔ，ＺＨＵ Ｈｕａ
（ＣｏＵｅｇｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖ－Ｃｈａｎｇｓｈａ－Ｈｕｎａｎ ４１００８２－Ｃｈｉｎａ Ｊ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｏｆ ａｎ ｕｌｔｒａｓｈｏｒｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｐｕｌｓｅ ｉｎ ａ ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｃｒｙｓｔａｌ ｆｉｂｅｒ ｗａｓ
ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ Ｓｃｈｒｏ ｄｎｇｅｒ ｅｑｕａｔｉｏｎｓ．Ｉｔ ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎ
２０１１年５月 Ｍａｖ．２０１１ 华南师范大学学报（自然科学版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＯＵＴＨ ＣＨＩＮＡ ＮＯＲＭＡＩ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ （ＮＡＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ ＥＤＩＴＩＯＮ） ２０１１年第２期 Ｎｏ．２．２０１１
文章编号：１０００—５４６３（２０１１）０２—００６５—０５
光子晶体光纤超连续谱的产生与偏振特性
姚银波，刘海英
（华南帅池大学信息光电子科技学院，广东广州５１０６３１）
摘要：通过研究飞秒脉冲在双折射÷匕子晶体光纤反常色散区传输时的编振特性及对超连续谱展宽的影响，发现在编
振方向与光纤快轴或慢轴重合时，其输出的超连续谱具很好的线编振．当偏振方向－９快轴夹角为４５。时，其输出基本
上是圆偏振．由于高的双折射光子晶体光纤有高的非线性和三阶色散，所以可产生高偏振性的超连续谱．脉冲偏振
方向与光纤快轴不同夹角的情况下，七谱成有规律的变化，当角度越接近４５。时，光谱越平坦．高非线性光子晶体光
纤可以产生很好的线偏振超连续谱．
关键词：飞秒激光；光子晶 光纤；超连续谱；偏振 ・
中图分类号：ＴＮ２５３ 文献标志码：Ａ
２０００年，ＲＡＮＫＡ等¨报道了在光子晶体光纤
中产生２倍频程的超连续谱．超连续谱的产生为非
线性光纤光学领域的研究注入了新的活力．利用光
子晶体光纤产生超连续谱是一种新型的光源，它具
有高的输出功率、平坦的宽带光谱、高度的空间相干
性（聚焦）等特性，能极大提高信噪比、减小测量时
问以及加宽光谱测量范围．光纤超连续谱光源可应
用在光纤衰减测量、干涉测量仪、光相十摄影术、光
谱学分析、光学频率梳等方面 ．光子品体光纤中
超连续谱产生的机制及其器件应用比传统光纤更加
复杂 一 ．
（ａ）断面 本文使用美国相干公司的钛宝石可调谐激光器
（Ｍｉｒａ一９００）泵浦一根长约８５ ｃｍ的高非线性光子
晶体光纤，获得了典型的超连续谱 。。 ，并分析了
飞秒激光脉冲在反常色散区不同偏振下对超连续谱
题 目 单模光纤的双折射
姓 名 原艳英
所在学院 物理科学与技术学院
专 业 电子与通信工程
学 号 31246065
指导教师 贾维国
日 期 2012年 10月 30日
前言
在给定的工作波长上，只传输单一基膜的的光纤，称为单模光纤。如在阶跃型光纤中只传播11HE模或01LP模。单模光纤中，01LP模有两种正交的的偏振状态，其横向电场分别沿x轴方向和y轴方向，分别记为xLP01模和y01LP模。如果光纤是理想的，即其截面为标准的同心圆，折射率分布也是理想对称的，则这两个正交的模式位相常数完全相等，传输特性完全一样。这样的一对模式称为简并模。实际的光纤纤芯的几何形状可能不再是标准的圆柱，纤芯的折射率也可能因内部残余应力、扭曲等因素的影响而非理想的轴对称分布。这种非理想的状态导致xLP01模和y01LP模的相位常数x和y不相等，从而导致这两个正交的偏振状态模式在传输过程中产生附加的相位差，这就是单模光纤的双折射现象。双折射引起单模光纤的偏振模色散和01LP模的偏振状态随传输距离发生变化。
一 光的双折射
1双折射
当一束光通过各向异性晶体或介质时，要被分为两束折射光，这种现象称为光的双折射。其中一束光在入射面内，且遵守折射定律，这束光称为寻常光，以o光表示；另一束光一般不在入射面内，且不遵守折射定律，这束光称为非寻常光，以e光表示。
2双折射参量
（1）偏振双折射
就是单模光纤中两个正交的偏振模xLP01模和y01LP模沿光轴方向传输时的传输常数之差，即
yxyxnn2 （1）
光的偏振与双折射现象
光是一种电磁波，可以在真空中以及各种介质中传播。而在传播过程中，光的偏振与双折射现象是光波特性中非常重要的内容。本文将介绍光的偏振与双折射现象的基本概念和原理。
一、光的偏振
偏振是指光波中的电场矢量在传播方向上的振动方式。光波可分为非偏振光、偏振光和部分偏振光。
1. 非偏振光：光波中的电场矢量在各个方向上均匀分布，没有特定的振动方向。
2. 偏振光：光波中的电场矢量在某一特定方向上振动，而在其他方向上几乎无振动。常见的偏振光有线偏振光和圆偏振光。
3. 部分偏振光：光波中的电场矢量在多个方向上振动，但是其中有一个主要的振动方向。
光的偏振可以通过偏振片进行实验观察和分析。偏振片是由特殊材料制成的，在某一方向上只允许特定方向的电场矢量通过。当非偏振光通过偏振片时，只有与偏振片振动方向一致的电场矢量能通过，其他方向上的电场矢量则被滤除，从而得到偏振光。
二、双折射现象
双折射指的是某些特定材料在光线入射时会发生两个不同速度的折射现象。这是由于光在这些材料中的传播速度与光的偏振方向有关。 具有双折射现象的材料被称为双折射材料，其中最常见的是石英晶体。当光线垂直于晶体的光轴方向传播时，不会发生双折射现象；但当光线不垂直于光轴时，就会发生双折射现象。
双折射材料可以通过偏振光的传播方向和光轴方向之间的夹角来进行分类。根据夹角的不同，可以分为正常双折射和畸变双折射。
1. 正常双折射：在该类材料中，晶体的光轴方向与偏振光的振动方向垂直。在光线通过材料时，会出现两个折射光束，一个按照正常的折射定律折射（常光），另一个则不按照常规定律折射（特光）。
2. 畸变双折射：在该类材料中，晶体的光轴方向与偏振光的振动方向不垂直。在光线通过材料时，除了产生两个折射光束外，还会出现不同程度的畸变现象，导致光的传播路径变得复杂。
三、应用领域
1. 光学器件：光的偏振与双折射现象在光学器件的设计中起着重要作用。例如，偏振片可以用于光的调节、滤波和分析等方面。双折射现象则广泛应用于光学元件、波片等的制造与使用。
