第30卷，第12期 2010年12月
光谱学与光谱分析 Spcctroscopy and Spectral Analysis
Vol.30.No.12.pp3295-3301
December,2010
光子晶体光纤中交叉相位调制光谱展宽特性研究
惠战强1.2，张建国
1.中国科学院西安光学精密机研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，陕西西安710119 2.西安邮电学院电信系，陕西西安710061
摘要实验研究了超高速时分复用信号与操测光同向传输，在色敢平坦高非线性光子晶体光纤中的交叉相位调制光谱展宽特性，从光谱学的角度分析了信号光波长漂移，泵浦光与信号光总功率及功率比，二者偏报态失配对交叉相位调制光谱展宽效应的影响，探讨了实现偏振不敏感交相位调制效应的可行性。研究发现，在36nm波长范围，总功率大于23dBm，泵浦光与信号光功率比合理，二者偏报态匹配时交叉相位调制效果最好，交义相位调制的偏报相关性为11dB，指出利用色散平坦高非线性光子晶体光纤中的残余双折射，调节集涌光与光纤双折射主轴成45°，可以实现偏振不敏感交叉相位调制效应，随后的理论模拟和实验
结果相一致。研究结果为实现基于交叉相位调制原理工作的超快全光信号处理器件作了充分准备。关键词光子晶体光纤；交义相位调制；光谱
中图分类号：（431
引言
文献标识码：A
DOI: 10. 3964/j. issn, 1000-0593(2010)12-3295-07
性光环形镜，人们已经实现了160Gbit·s""的超高速时分解压缩[18]，然而，这些研究只是侧重于器件性能的评估，却忽视了影响器件性能优劣的根本因系起在于介质中交叉相位调
交叉相位调制是一种重要的三阶非线性光学效应，广泛存在于普通单模光纤，光子晶体光纤及氧化物玻璃波导等介质中L)，是指当两列或多列波长(或偏振态)不相同的光波在非线性介质中同时传播时，每列光波的存在都会导致与其光强有关的材料折射率的变化。这种由光强引起的材料折射率的变化会使得其他与之共同传输的光波产生非线性相移，从而导致各波相互之间的相位调制。由于交义相位调制是基于介质极化的非线性光学理论，因此具有传统电学器件无法比拟的超快特性，在未来超高速大容量全光网络中，交义相位调制具有重要应用，它可以实现如超短脉冲压缩.9，全光采样[]，全光开关，波长变换10目，时分解复用[12]，全光信号再生[13.1等多种功能，近年来，人们对交叉相位调制基全光功能器件进行了大量研究，但传统光纤由于较大的色散或较低的非线性系数，限制了其应用领域。而新出现的光子晶体光纤（photoniccrystal fiber，PCF)以其特殊的结构及灵活可控的色散和非线性特性，成为关注的热点(5,18)。从结构上来讲，PCF的包层由在二维方向上紧密排列的微孔组成，通过改变空气孔的形状，可以灵活地控制模式传输特性("，进而可以设计制作出具有色散平坦和高非线性系数的PCF。目前，利用基于光子晶体光纤构建的非线
收稿日期：2010-02-06，修订日期：2010-05-08
制效应的强弱波动，忽视了对PCF中的交叉相位调制效应的物理机制，以及影响交叉相位调制效应强弱的关键因素，这在一定程度上制约了全光功能器件性能的提升。
本文实验研究了色散平坦高非线性光子晶体光纤中的交叉相位调制效应，详细分析了探测光波长漂移，探测与信号光功率及其比值，探测与信号光偏报失配对交叉相位调制效果的影响，提出如何控制和优化探操测与信号光功率比值及偏振态，使交义相位调制效果最佳，这对于实现基于光子晶体光纤中的交叉相位调制原理而工作的全光信号处理器件具有
重要指导意义。 1
实验部分 1.1原理
当两束光波进人非线性介质中时，功率较强的泵浦光波改变了介质的折射率，使得另一束同向传输的探测光波产生非线性相位变化，进而产生与之相关的额率明嵌，最终导致第二束光波光谱展宽明)，这就是交叉相位调制效应。在光谱展宽的同时，该探测光波也携带了系浦光的信息，若将展宽的光谱基座用光带通滤波器滤出，则可实现全光信号处理功
基金项目：中国科学院知识创新上程项日(KGCX2-YW-108)和"百人计划"项资助
作者简介：惠战强，1978年生，中国科学院西安光学精密机城研究所博上生万方数据
"e-mail;zqhui@opt.ac.cn