第31卷，第10期 2011年10月
光谱学与光谱
分析
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.31,No.10.pp2611-2617
Oetober,2011
光子晶体光纤中多泵浦四波混频光谱增益特性研究
惠战强
西安邮电学院电信系，陕西西安
710061
摘要研究了信号与泵浦光同向传输，在色散平坦高非线性光子晶体光纤中的多泵浦四波混频光谱增益特性，从光讲学的角度分析厂象光波长漂移，泵浦光偏振方向平行与正交，信号光相对于泵浦光偏振态失配，二者总功率对多象涌四波混频光谱增益特性的影响，探讨了象浦光数目对多泵确四波混频光谱增益特性的冲击。研究发现在36.4nm波长范围，二者偏搬态匹配时多泵浦四波混频效果最好，同时，多象浦四波混频效应对偏振极为敏感，若两束泵浦光偏振态垂直，则它们分别与信号光发生四波混频，反之，则两束泵潮光之间亦会发生四波混频作用，且在正交象消的前提下，信号光偏报方向变化会直接导致各闲频光增益大小发生变化；进一步指用当采用三束连续泵光时，同样可以在一定波长范用内实现多泵涌四波混频效应。这些研究对于开发基于光子品体光纤中多象浦四波混频效应工作的超快光子器件具有一定的指导意义。
光子晶体光纤；交叉相位调制；光谱
关键词调
中图分类号：O431
引言
文献标识码：A
D0l: 10. 3964/j. issn.1000-0593(2011)10-2611-07
信号处理器件。基于光子晶体光纤中的四波混频效应，可以实现全光时分解压缩()，全光波长变换(13)，全光信号组播[14]，全光逻辑门[15]等功能。这些极大增强了全光网络的
光子晶体光纤（photoniccrystalfiber，PCF）是基于光子晶体技术发展起来的一种新型光纤，从结构上讲，它一般由纤芯区和空气孔填充的包层区构成，通过设计调节包层空气孔的位置、形状，大小可以改善其性能参数(I")。这种独特的结构决定了它具有高非线性系数，灵活可控的色散特性
等，使其在光学额率测量")、光学相干层析[4
激光光谱
学(")、生物医学光子学(.)，光电传感技术(
高速光纤通
信及信号处理"111等方而其有极大的应用潜力，因而受到了广泛关注。四波混频是一种极为重要的非线性光学现象，与介质的三阶非线性极化过程紧密相关，广泛存在于非线性光学品体，半导体材料，周期极化酸锂波导，硫化物波导，光纤以及其他材料中[13]。由于传统单模光纤色散斜率一般较大，实现相位匹配条件背刻，因此限制了四波混频效应的广泛应用，但光子品体光纤以其灵活的色收特性，大的非线性系数使得人们可以以相对较低的泵消功率，在较短的光纤长度、较宽的波长范围内满足相位匹配，以较高的效率实现四波混频，同时克服了非线性光学品体价格昂贵，破坏阅值低，波导制作成本高，半导体材料中常伴随自发辐射噪声等缺点，引起了人们极大的研究兴趣。
光子品体光纤一个最主要的应用，是以之构建高速全光
灵活性，促进了超高速光子网络的发展，但为进一步拓展光子晶体光纤在全光信号处理中的功能，开发基于四波混频效应的新型光子器件，必须深人研究光子品体光纤中的四波混频，特别是多泵浦作用下的多四波混频光谱增益特性，这不仅具有重要的理论意义，而且其有重要的实际应用价值。
本文详细研究了色散平坦高非线性光子品体光纤中的多泵浦四波混频光谱增益特性，分析了泵消光波长漂移，信号光与象浦光功率波动，各光束间偏振态失配对多泵消四波混频光谱增益的影响，提出如何根据实际需求，选择合理的实验参数，从而抑制不需要的四波混频效应，优化需要的四波混频效应，使多泵消四波混频效果最佳。最后进一
步探讨了
泵消光数月对多泵润四波混频光讲增益特性的影响，这些研究对于开发基于高非线性光子晶体光纤中的多泵消四波混频原理而工作的光信号处理器件具有重要指导意义。
实验部分 1
1.1原理
当电介质处于较强的光场时，介质中束缚电子对光场的响应并不是一个简单的线性函数，而是表现为线性极化与非
收稿日期：2010-08-13，修订日期：2011-01-20
基金项目：陕西省教育厅项目(11JK0901)和西安邮电学院中青年基金项目资助
作者简介：惠战强，1978年生，西安邮电学院电信系讲师万方数据
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