理论模拟高非线性光子晶体光纤产生超连续谱

资 源 简 介

理论模拟高非线性光子晶体光纤产生超连续谱

详 情 说 明

光子晶体光纤（PCF）因其独特的结构和可调制的光学特性，成为产生超连续谱（SC）的理想介质。高非线性光子晶体光纤通过其微结构设计增强了非线性效应，使得在较短的相互作用长度内即可实现超连续谱的产生。

超连续谱的产生机制主要涉及自相位调制（SPM）、四波混频（FWM）、受激拉曼散射（SRS）以及高阶孤子分裂等非线性过程。理论模拟通常基于广义非线性薛定谔方程（GNLSE），该方程综合考虑了群速度色散（GVD）、非线性克尔效应以及高阶色散的影响。数值方法如分步傅里叶法（SSFM）常用于求解该方程，以仿真超连续谱的演化过程。

仿真中，输入脉冲（如飞秒或皮秒脉冲）在光纤中的传播会经历频谱展宽，最终形成覆盖数百甚至数千纳米的超连续谱。通过调整光纤的色散特性和非线性系数，可以优化超连续谱的平坦度和带宽，使其适用于光通信、光谱学或生物成像等领域。

该仿真研究不仅有助于理解超连续谱的物理机制，还能为实验设计提供理论指导，尤其在优化光纤参数和泵浦条件方面具有重要价值。