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基于光子晶体光纤的超连续谱性能研究的开题报告

一、研究背景和意义：

超连续谱（Supercontinuum）是由于非线性效应产生的光谱扩展，

具有广泛的应用前景，在光通信、生物成像、光谱学等领域均有重要应

用。而光子晶体光纤（PhotonicCrystalFiber，PCF）作为能够实现高度

光学调控的一种新型光纤结构，已经被广泛研究和应用。光子晶体光纤

的微结构使得其具有较高的非线性系数、高数值孔径和低色散等优良特

性，对实现超连续谱具有重要意义。因此，研究基于光子晶体光纤的超

连续谱性能具有重要意义。

二、研究内容和方法：

本文拟从以下两个方面进行研究：

1.光子晶体光纤非线性效应研究，包括泵浦光功率、波长和光纤长

度等因素对超连续谱性能的影响。

2.基于光子晶体光纤的超连续谱输出的光谱特性研究，包括光纤中

的色散特性、非线性效应、波长转换等因素对超连续谱光谱特性的影响。

基于以上研究，本文拟采用理论分析和数值模拟相结合的方法，对

光子晶体光纤超连续谱性能进行研究。

三、研究预期结果：

1.基于光子晶体光纤的超连续谱输出的光谱特性研究，预期可预测

和优化光纤的超连续谱性能。

2.对光子晶体光纤非线性效应进行研究，预期为进一步探究光子晶

体光纤的光学性质提供理论依据。

3.本研究结果或将被应用于超连续谱发生器的设计和制造、微结构

光纤的生产等领域。

四、研究进度和计划：

目前已经对文献进行了全面的调研和初步的理论探究。接下来的研

究计划包括：

1.建立光子晶体光纤非线性效应模型，进行数值模拟

2.通过调控波长、功率和光纤长度等参数，研究其对超连续谱性能

的影响。

3.模拟超连续谱光谱特性，探究其光学性质。

4.结合实验验证模拟结果。

五、预计研究难点：

1.光纤中的非线性效应对超连续谱的影响较为复杂，需要建立完善

的理论模型。

2.光子晶体光纤微结构的设计和制备对超连续谱性能影响较大，在

研究过程中需要充分考虑微结构的优化和调控。

3.实验条件和设备不充分，验证研究结果具有一定难度。

六、参考文献：

1.张婷婷,陈纪松,郝新旺,等.基于光子晶体光纤的超连续谱发生器[J].

光电子·激光,2021,32(006):0576-0582.

2.Guo,X.,Liao,Z.,Fan,D.etal.Designofaphotoniccrystalfiber

supercontinuumsourcewithflattenedandlowdispersion[J].J.Opt.Soc.

Korea,2016,Vol.20,No.3,pp.374-380.

3.Liu,J.,Thibault,S.(2009).Microstructuredopticalfiber-based

supercontinuumsources[J].LaserPhotonicsReviews,3(1–2),27-44.