《非線性光子晶體光纖孤子效應和光孤子開關的研究》是依託北京交通大學，由鄭義擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：非線性光子晶體光纖孤子效應和光孤子開關的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：鄭義
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
採用調諧範圍700-980nm的飛秒和皮秒雷射分別泵浦單零色散波長和雙零色散波長的光子晶體光纖，全面檢測光子晶體光纖反常色散區、正常色散區和零色散點的孤子效應；深入研究各階亮孤子、暗孤子和各類孤子對的光譜、脈寬、功率、偏振、雙折射、相位延遲等特性；重點開展雙零色散光子晶體光纖在色散斜率小於零的反常色散區和正常色散區的孤子效應研究；建立孤子效應與光子晶體光纖典型的幾何結構和材料參數之間關係精確的數學模型；開展諸如新型孤子開關等相關孤子器件的理論和實驗研究，獲得高性能的孤子器件。.對我們最近觀察到的在給定泵浦功率下，光子晶體光纖中周期性交替出現兩種孤子狀態（暫定為周期性轉換的雙穩孤子）的特性和產生機理進行研究，並探索其在光開關、光計算等領域的套用。.利用光子晶體光纖優越的色散和高非線性獲得性能卓越的光子器件，促進光計算、全光資料庫和超高速光通信等科學與技術的發展。
結題摘要
通過三年的艱苦攻關，對國內外20餘種隨機分布的光子晶體光纖（PCF）、集成PCF、雙零色散波長PCF等進行了透徹的實驗和理論研究，建成了先進全面的非線性光子晶體光纖實驗系統，取得了創新性的成果： 一、首次採用摻鈦藍寶石飛秒雷射泵浦大空氣孔隨機分布的PCF產生深紫外光和孤子。在775nm~822nm波長泵浦範圍內紫外光的波長範圍為218.00nm to 275.44nm，平均功率達到8.28mW，並獲得帶基座的基態孤子和5階孤子。實驗充分證明通過尋找新型光纖材料、最佳化氣孔形狀和尺寸的設計，隨機分布的PCF技術將開闢產生紫外和孤子的新途徑。有關研究成果已向Nature Photonics投稿。 二、對NKT公司產的NL-1.4-775雙零色散波長（775nm和945nm）PCF的全部正常色散、反常色散和零色散波長處的非線性效應進行深入的實驗研究。泵浦波長調諧範圍741nm至948nm，泵浦光偏振方向分別為水平方向和垂直方向的線偏振光、圓偏振光，精確測量了輸出光譜、自相關跡和輸出功率。有如下5個重要發現，相關論文正在撰寫之中。 1.在特殊波長區域產生了基階孤子對。2.在一個特殊波長區域產生了一種動態穩定孤子。3.在特殊波長產生了基階孤子。 4.在特殊波長區產生以泵浦波長為對稱中心，自相位調製產生光譜展寬和分裂，隨著泵浦功率的繼續增加，光譜被展遠離泵浦波長的區域。其產生孤子的過程，3階高階孤子——無底座基階孤子——有基座基階——3階孤子。 5.零色散波長處具有其它不同的光譜特性。 三、利用燕山大學研製的雙零色散波長PCF在斜率大於零的反常色散區產生了高階孤子。 四、開展了新型PCF的設計研究，包括色散平坦PCF、多零色散波長PCF、非圓孔PCF和Yb:PCF的設計。 有關錐形PCF和非SiO2基PCF非線性效應的研究分獲全國博士後基金一等資助和特別資助。
