光子晶体光纤中的非线性效应的研究进展
非线性在光子晶体中的应用及研究进展
中央民族大学硕士期末论文Master Final Thesis of Minzu University of China非线性在光子晶体中的应用及研究进展姓名：李予喜学号：S101039课程名称：高等物理光学专业：环境科学指导教师：陈笑2011年7月12日非线性在光子晶体中的应用及研究进展（环境科学 S101039李予喜）摘要：非线性的出现补充和发展了光子晶体的特性和功能。
本文简单概括了非线性在可调谐光子晶体及光子禁带微腔、光子晶体光开关、光子晶体光纤等应用方面的研究进展，这对充分认识非线性的重要性及其应用潜力，进一步深入研究具有重要的意义。
关键词：非线性，光子晶体，研究进展1.引言20世纪80年代开始, 非线性光学发展与材料研究的结合成为研究的重点内容。
不同于线性光学效应, 强光源与物质的相互作用将产生各种非线性甚至高度非线性的光学过程。
自从1961年Franken 等人[1]实验上观测到光学二次谐波至今, 40 多年的发展使得非线性光学的内容不断得到补充和发展。
40 多年来, 非线性光学在激光与物质相互作用及其应用方面取得了巨大的进展。
非线性光学新效应和新材料的不断发展成为光信息科学应用和持续发展的源泉。
随着三阶非线性光学效应研究的不断深入，包括光学相位共轭、光学双稳态、全光开关等现象及其潜在应用的不断发现，为光信息科学与技术的发展提供了新的内容。
利用三阶非线性光学效应低成本和集成化地对光进行控制和高速处理成为光信息发展的目标。
光子晶体是由两种或者两种以上的介电材料在空间周期性排列所形成的一种新型的光子学材料[2-3]。
利用光子晶体的光子带隙特性,能够实现对电磁波的传输状态进行人工操控。
而非线性的出现补充和发展了光子晶体的特性和功能。
本文主要概括非线性在可调谐光子晶体及光子禁带微腔、光子晶体光开关、光子晶体光纤等方面的研究进展。
2.可调谐光子晶体可调谐光子晶体的光子带隙是可调控的,其位置和宽度能够随着外部参数的变化而改变，因此可调谐光子晶体不仅扩展了光子晶体的应用领域,而且还成为发展新型光子学器件的重要基础。
光子晶体光纤色散与非线性特性的研究
光子晶体光纤(PCF),可以实现极大的折射率调制和高度灵活的折射率分布,可以满足色散补偿光纤和高非线性光纤对大折射率调制的要求。基于PCF技术的色散补偿光纤和高非线性光纤具有十分优异的色散特性和非线性特性,是目前研究的热点问题域有限差分方法(FDFD)。以这两种方法为核心算法,开发了光子晶体光纤仿真软件。
对拉制出的光纤的测试表明,该PCF同时具有大模场面积和大负色散的特性。开发出了一套高分辨率、大动态范围的光纤模场测试系统。
利用该系统对制作的PCF的模场进行了测试,研究了其模场随波长演变规律。基于国产的高非线性PCF进行了慢光的研究。
首先解决了高非线性PCF与单模光纤的焊接难题。测试了该高非线性PCF的受激布里渊增益特性。
通过往单模PCF的特定空气孔中选择性注入聚合物,改变光纤的传输特性,使得光纤具有大负色散,且其色散可随注入聚合物折射率的改变被调节。论文介绍了关于一种大模场面积、大负色散的光子晶体光纤从理论设计、实验制作、色散测试以及模场测试的全过程。
首先设计出了一种符合光纤拉制工艺要求的大模场面积、大负色散的PCF。进行了光子晶体光纤的实验拉制。
该软件界面友好,操作简单,通用性强,可以仿真任意结构的光子晶体光纤。运用所开发的仿真软件,对PCF进行了几种理论设计和仿真。
首先,利用FDTD研究了带隙型PCF,获取了光纤的导引频率、泄漏损耗和模场分布。其次,提出了一种宽带色散补偿光子晶体光纤的设计。
通过在内包层引入一圈柚子形空气孔,大大改善了光纤的色散性能,其色散曲线在至少60nm带宽内随波长线性变化,解决了双芯PCF负色散带宽窄的问题。论文还提出了一种色散可调的PCF。
应用该PCF进行了慢光的研究。通过使用50米高非线性PCF,实现了最大半个脉冲宽度的时间延迟。
光纤中的非线性效应的研究
光纤中的非线性效应研究一、引言进入21世纪以来，随着语音、图像和数据等信息量爆炸式的增长, 尤其是因特网的迅速崛起，人们对于信息获取的需求呈现出供不应求的态势。
这对通信系统容量和多业务平台的服务质量提出了新的挑战，也反过来推动了通信技术的快速发展。
1966年，美籍华人高锟博士提出可以通过去杂质降低光纤损耗至20dB/km ，使光纤用于通信成为可能，从而开启了人类通信史的新纪元。
与传统的电通信相比，光纤通信以其损耗低、传输频带宽、容量大、抗电磁干扰等优势备受业界青睐，已成为一种不可替代的支撑性传输技术。
光纤通信自从问世以来，就一直向着两个目标不断发展，一是延长无电中继距离；二是提高传输速率（容量）。
随着掺铒光纤放大器（EDFA ）的大量商用，大大增加了无电中继的传输距离；同时，密集波分复用（DWDM ）技术的成熟，极大地增加了光纤中可传输信息的容量，降低了成本。
光纤通信技术正朝着超高速超长距离的方向发展，并逐步向下一代光网络演进。
但随着波分复用信道数的增加，单通道速率的提高，光纤的非线性效应成为制约系统性能的主要因素。
高速长距离传输必须克服非线性效应的影响。
因此，如何提高光纤传输系统的容量，增加无电中继的传输距离，克服非线性效应，已经成为光纤通信领域研究的热点。
本文详细介绍了在光纤中的几种重要的非线性现象，引出了非线性折射率相关的自相位调制（SPM ）、交叉相位调制（XPM ）和四波混频（FWM ）等克尔效应，以及与受激非弹性散射相关的受激喇曼散射（SRS ）与受激布里渊散射（SBS ）效应。
二、光纤的非线性特性在高强度电磁场中，任何电介质对光的响应都会变成非线性，光纤也不例外。
从其基能级看，介质非线性效应的起因与施加到它上面的场的影响下束缚电子的非谐振运动有关，结果导致电耦极子的极化强度P 对于电场E 是非线性的，但满足通常的关系式(1)(2)(3)0(:)P E EE EEE εχχχ=⋅+++ 式中，是真空中的介电常数，阶电极化率，考虑到光的0ε()(1,2,)j j χ=偏振效应， 是 阶张量。
光子晶体与光学非线性效应的研究
光子晶体与光学非线性效应的研究随着科技进步的不断推动，光子晶体和光学非线性效应正在成为光学领域中备受关注的研究方向。
光子晶体是由周期性介质构成的材料，在光子结构、波导和共振腔方面具有独特的优势。
而光学非线性效应是指光与物质相互作用时，光的一些性质会随着光强的变化而发生非线性变化的现象。
光子晶体可以通过调节其周期结构来控制和调制光的传播特性。
在光的传播过程中，光子晶体的周期性结构会导致光的衍射现象。
这种衍射现象使得光在光子晶体中发生光子带隙的形成，即特定频率范围内的光无法通过光子晶体的晶格间隙。
这种光子带隙的特性可以被用于制造各种光学器件，如滤波器和反射镜等。
在光子晶体中，光的传播速度也受到周期性结构的影响。
当光垂直于周期性结构传播时，光子晶体中会出现光子色散现象，即不同频率的光具有不同的传播速度。
这种色散性质可以被利用来调节光的传播速度，实现光的延迟或者超光速传输。
这种特性在光通信和光存储等领域具有潜在的应用价值。
除了以上的光学特性外，光子晶体还具有光学非线性效应的潜力。
光学非线性效应是指光与物质相互作用时，光的一些性质会随着光强的变化而发生非线性变化的现象。
这种非线性变化可以用于光学器件的制备和调制。
在光子晶体中，非线性效应可以通过改变晶格缺陷的引入或调节晶格调制来实现。
其中最常见的非线性效应是二次非线性效应，即给定频率的光在介质中经过非线性过程后，会生成具有双倍频率的光。
这种二次谐波产生效应可以用于光学频率加倍器和激光生成器等器件的制备。
光子晶体的周期性结构提供了调节和增强二次非线性效应的机会，为光学频率加倍技术的发展提供了潜在的途径。
除了二次非线性效应外，光子晶体还可以实现其他类型的非线性光学效应，如自相位调制和自相位调制效应。
自相位调制是指通过调节光的相位来实现光信号的调制。
自相位调制效应是指在介质中高强度光的传播过程中，介质的光强非线性响应导致光的相位发生变化。
这种自相位调制效应可以用于实现光学调制器和全光开关等器件。
光纤中的非线性效应的研究
光纤中的非线性效应的研究摘要：光纤作为一种传输信号的重要媒介，其在通信、光学传感、激光器等领域的应用日益广泛。
然而，光纤在传输过程中会出现非线性效应，影响光信号的传输质量和性能。
本文主要研究光纤中的非线性效应，并分析其原理和影响因素。
通过对非线性效应的研究，可以为光纤通信系统的设计和优化提供理论依据和技术指导。
1. 引言光纤通信系统作为现代通信技术的关键组成部分，其性能的优化对于提高通信效果至关重要。
然而，光纤中的非线性效应却不可忽视，会使光信号的传输出现色散、眩光、非线性失真等问题，降低通信系统的性能和传输质量。
因此，对光纤中的非线性效应进行深入研究，可以帮助我们更好地理解光信号在光纤中的传输机制，为光纤通信系统的设计和优化提供理论依据和技术指导。
2. 光纤中的非线性效应光纤中的非线性效应一般分为自相位调制、光学色散和拉曼散射等。
自相位调制是指光信号在光纤中传输过程中可能发生的相位抖动，其主要原因是光信号对光纤介质中的非线性折射率敏感。
光学色散是指由于光信号在光纤中传输速度不同引起的色散效应，导致光信号在光纤中传播时的波形失真。
拉曼散射是指光波在光纤中与光纤材料产生光子-声子相互作用而产生的散射效应。
3. 非线性效应的原理光纤中的非线性效应主要与光信号的光强、频率和相位相关。
当光纤中光信号强度较高时，会引起材料的非线性折射率变化，进而导致自相位调制。
而光纤中材料的色散性质直接影响着光波在光纤中的传播速度，从而产生光学色散效应。
拉曼散射则是光波与光纤材料中晶格振动和声子相互作用产生的结果。
4. 非线性效应的影响因素非线性效应的程度受到多个因素的影响，其中包括光信号的光强、频率、波长、传输距离等。
光信号的光强越高，非线性效应越明显；光信号的频率和波长对于非线性效应的影响则与光纤的色散特性有关；传输距离对于光信号的传输质量和非线性效应的程度也有重要影响。
5. 非线性效应的应用尽管非线性效应会对光信号的传输质量造成一定的影响，但也有一些非线性效应被应用于光纤通信系统中。
光纤通信系统中的非线性效应研究
光纤通信系统中的非线性效应研究随着现代通信技术的不断发展，光纤通信系统已经成为了当前最主要的通信方式。
而光纤通信系统的稳定性和性能表现则直接决定了整个通信网络的质量和稳定性。
然而，由于光纤传输介质的特殊性质，光纤通信系统的中还存在着一些复杂而难以解决的问题，其中最主要的问题便是非线性效应。
一、光纤通信系统中的非线性效应光纤通信系统是利用光学信号进行信息传输，信号在传输过程中会受到一系列的损耗和干扰。
而在信号传输过程中产生的一些复杂的光学现象就是非线性效应。
这些非线性效应主要包括：自相位调制、非线性色散、拉曼散射等。
自相位调制在光纤通信系统中的影响非常大，它是由于非线性折射率的变化引起的。
在光信号传输中，光信号在光纤中的强度会随着传输距离的增加而逐渐减弱，这是由于信号的传输中会受到一定程度的损耗和干扰。
而在信号的传输中，光子之间相互作用会引起信号相位的变化，这种现象就是自相位调制。
自相位调制会引起光信号的失真和延迟，从而影响到光信号的传输性能。
非线性色散现象是指在光波的传输过程中，光波的相位速度会随着光强的变化而发生变化。
这会导致信号在光纤中传输过程中出现时间糊化、波形失真等问题，从而对光纤传输的性能造成影响。
拉曼散射是指在光信号传输中，光与介质原子或分子产生相互作用，产生新的光子或声子。
其主要影响表现为信号失真和降低信号功率。
二、非线性效应的研究现状针对光纤通信系统中的非线性效应，目前研究的工作主要包括：1、非线性效应的数学模型建立和分析建立可靠的数学模型是研究非线性效应的重要前置工作。
通过对非线性光学现象的理论解析和实验研究，目前已经建立了诸如标准模式耦合方程、耦合波方程等数学模型，并且对这些数学模型进行了深入研究。
2、非线性效应的实验研究现代光学仪器的高精度和高灵敏度，为研究非线性效应提供了很好的实验基础。
近年来，很多国内外研究团队通过实验手段研究了光纤通信系统中的非线性效应，获得了丰富的实验数据，对非线性效应的研究提供了重要的参考。
光子晶体光纤的原理_应用和研究进展
・综述・光子晶体光纤的原理、应用和研究进展Ξ池 灏,曾庆济,姜 淳(上海交通大学宽带光网技术研发中心,上海200030) 摘要:光子晶体光纤(PO F)与普通光纤在光纤结构、单模特性、色散特性和非线性特性等方面有着显著的差别。
本文将简要分析PCF的原理,并探讨其重要特性以及应用价值,最后回顾了近来PCF的研究进展。
关键词:光子晶体;光纤;光子晶体光纤(PCF);多孔光纤;色散补偿;非线性中图分类号:O753;O734 文献标识码:A 文章编号:100520086(2002)0520534204Photon ic Crysta l F iber:Theory,Appl ica tion s and Recen t ProgressCH I H ao,ZEN G Q ing2ji,J I AN G Chun(Center fo r B roadband Op tical N etw o rk ing T echno logy,Shanghai J iao tong U niversity,Shanghai200030,Ch ina)Abstract:Pho tonic crystal fibers(PCF)are quite different from standard op tical fibers in fiber structure,mode p roperty,dispersi on and nonlinearity.In th is paper,theo ry,i m po rtant p roperties and app licati ons,and recent advances of these fibers w ill be p resented.Key words:Pho tonic crystal;Op tical fiber;Pho tonic C rystal F iber(PCF);Ho ley fiber;D ispersi on com2pensati on;N onlinearity1 引 言 光子晶体(p ho ton ic crystal)概念最初由E.Yab2 lonovitch和S.John[1,2]于1987年各自提出的。
新型光子晶体光纤的理论设计及其二阶非线性效应
二阶非线性效应的基本概念
总结词
二阶非线性效应是指在强光作用下，介质折射率随光强变化而产生的光学效应。
详细描述
二阶非线性效应是光与物质相互作用的一种重要形式，它涉及到光场对物质极化强度的二次效应。在 强光作用下，物质的折射率会随光强的变化而发生改变，从而产生一系列的二阶非线性光学现象。
二阶非线性效应的物理机制
实验制备与测试
通过实验制备光子晶体光纤样品，并 进行性能测试，验证设计效果。
新型光子晶体光纤的应用前景
光通信领域
新型光子晶体光纤具有低损耗、高带宽等优点，在光通信领域具有广阔的应用 前景。
非线性光学领域
新型光子晶体光纤具有强的二阶非线性效应，在非线性光学领域具有重要的应 用价值。
02
二阶非线性效应的理论基础
总结词
二阶非线性效应的产生与微观粒子间的相互作用有关，涉及到电子、原子核和分子的极化率和光学频率的响应。
详细描述
二阶非线性效应的产生与介质内部微观粒子（如电子、原子核和分子）的相互作用有关。在强光作用下，介质内 部粒子会发生极化，产生偶极矩，进而产生宏观的非线性光学响应。这种响应与介质内部粒子间的相互作用、能 级结构和光学频率的响应密切相关。
材料选择
材料的光学特性和物理性质对二阶非线性效应具有重要影响。选择具有适当折射率和非线性系数的材料，可以提高二 阶非线性效应的效率。
波导尺寸
波导尺寸的大小影响光子晶体光纤的模场分布和光强集中度。通过调整波导尺寸，可以优化二阶非线性 效应的转换效率。
二阶非线性效应对理论设计的反馈
实验验证
优化目标
根据二阶非线性效应的具体应用需求，优化理论设 计目标，以满足特定条件下的性能要求。
新型光子晶体光纤的基本理论
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图 是波长与非线性系数的关系（空气孔半径
，孔间距
）。非线性系数随波长的增
大而减小，而且在短波段的理论计算有很大的值。
图 有效模面积、非线性系数与纤芯直径关系图
图 波长与非线性系数的关系
中获得高非线性的方法
通过上面的讨论可以看到，在光子晶体光纤
中，由于高度可调的结构和色散特性，就可以合理
选择结构以及填充非线性材料来的到所需的光纤。
钱士雄 王恭明 非线性光学——原理与进展 旦大学出版社
上海 复
谭维翰 非线性与量子光学
北京 科学出版社
刘洁 杨昌喜 金国藩 等 一种新型高非线性色散平坦光子 晶体光纤结构 光学学报
王清月 栗岩锋 胡明列 等 光子晶体光纤非线性特性的研
究 物理
。
孙喜文 王清月 胡明列 等 光子晶体光纤中非线性传输的 数值分析 中国激光
应时，光纤中的非线性效应由于其作用长度长而有 其独特之处。在光纤中存在的非线性效应主要包括 以下几种：三次谐波（ ），四波混频（ ）， 自相位调制（ ），交叉相位调制（ ），受 激拉曼（ ）和受激布里渊散射（ ）等等。 测量非线性时常用自相位调制，所谓自相位调制是 指光场在光纤内传输时光场本身引起的相移，其大 小可以通过记录光场相位的变化得到
式中， 为电极化率。由于二氧化硅分子是对称结 构，因而石英玻璃的 等于零，因此光纤通常不显 示二阶非线性效应，光纤中的最低阶非线性效应起 源于三阶电极化率。
光纤中的大部分非线性效应起源于非线性折 射率，而光纤的折射率可表示成
式中， 就是非线性折射率系数，它与三阶电极化 率 有关
在研究光与物质相互作用过程中的非线性效
等人采用小芯径－硅酸盐多孔 ，在
通信波长处达到了
；同时，英国的
公司拉制出了一系列的高非线性光纤，其非
线性系数范围为
。而丹麦的
公司也拉制出了非线性系数为
的光纤。莫斯科国家大学 拉制的 ，
第期
高 飞 等 光子晶体光纤中的非线性效应的研究进展
非线性系数在
处达到
，在 和色散都有限制，同时在非线性相移的测量中存在
而
的高非线性一直都是颇受关注的课题，研
究人员试图采用各种方法来提高非线性系数并对
此展开了一系列的理论和实验研究，并取得了一定
的成果 。
通过数值分析以及非线性系数的定义可以看 出要想提高非线性系数，一般来采取两种办法，一 是减小 ，二是增大 。而对于空气填充率，如若 不考虑其他因素则是越大越好。
图 是有效模面积（非线性系数）随纤芯直径 变化关系，可见减小纤芯直径有助于减小 ，增大 非线性系数。但是，不能只是一味的减小纤芯直 径，这是由于尽管单位面积上的光能量会很大，然 而由于纤芯较小，耦合进纤芯的总能量就不会很 大，这样，其产生的非线性效应也不会很强。
第 卷第 期 年月
文章编号：1007-791X (2008) 02-0134-06
燕山大学学报
光子晶体光纤中的非线性效应的研究进展
高 飞 ，侯蓝田 ，刘兆伦 ，苑金辉
（ 燕山大学 红外光纤与传感研究所，河北 秦皇岛
）
摘 要：首先介绍了光子晶体光纤中的非线性现象以及其形成原因，分析了非线性系数与光子晶体光纤结构参 数之间的关系，随后主要论述了在光子晶体光纤中获得较高非线性系数的方法，最后对现有的测量光子晶体光 纤非线性系数的方法进行了概括与比较。
而非线性相移就是
这为测量非线性系数提供了一种思路。
光子晶体光纤由于其高度可调的结构和色散
特性，使其非线性效应独具特点 ，它可以通过改
变光纤包层与纤芯的几何结构有效地控制和调节
其中的非线性光学过程，诸如通过
产生脉冲
压缩和展宽、光孤子的形成和受激拉曼散射的增强
等效应，另外也有自相位调制、二次谐波和四波混
在 型光纤中， 是二氧化硅的折射率， 、 可由包层基模的有效折射率 来代替，于是，就可 以得到 中非线性系数
再根据全矢量有效折射率方法 可以计算得到包 层基模有效折射率
折射率引导型光子晶体光纤
光子带隙型光子晶体光纤
图 燕山大学拉制的光子晶体光纤端面图
这样，由式 和 就可以求得非线性系数和
， 以及光频率 的关系。图 和图 分别是
和
可知，只要测量出 就可
以通过数值计算得到自相位调制产生的相移，从而 就能求得非线性系数。
图 是该文献中测得一个频谱图，通过它就 可以求得非线性系数。这与单模光纤中的测量还有 一点差异，实际上对于折射率引导型光纤 是已知 的，只要求得有效模面积就可以得到非线性系数， 这为非线性系数的测量开辟了新的途径。这种测量 方法要求也是很严格的，对光纤的色散，长度，光 源要求都很高，因此，找到一种简便而又行之有效 的测量方法就成了当务之急。
胡明列 王清月 栗岩锋 等 飞秒激光在光子晶体光纤中产 生超连续光谱机制的实验研究 物理学报
李春雷 盛秋琴 光子晶体光纤非线性系数与其结构参量及光 波长的关系 光子学报
陈国庆 单模光纤有效面积测量研究 暨光电缆及系统测试技术研讨会 苏州
全国首届光通信
陈国庆 单模光纤 与电缆及其应用技术
波段非线性系数的测量方法 光纤
图
非线性系数与空气孔大小的关系
在折射率引导型光子晶体光纤中，对石英材料非线
性折射率系数的取值如下，
，
是有效纤芯面积 。
采用全矢量有效折射率方法进行数值处理 ，
可以知道对于阶跃型光纤，模场直径为：
，
而数值孔径
，同时有效模面积为
，因此有
图
非线性系数与空气孔间距的关系
燕山大学学报
由图可知， 的非线性系数随着空气孔增大 而增大，随着孔间距减小而增大，可见空气填充率 较大的应该会有较大的非线性系数。
数（约
）的
。通过改变空气
孔直径和孔间距来调整
的结构，进而数值模
拟色散和非线性系数，从而得到所需参数设计的光
纤。该方法为设计高非线性系数色散平坦光纤
提供了理论指导。
到 年为止，高非线性光子晶体光纤研究
进展如下。南安普顿大学光电子学研究中心研制的
折射率引导型光纤，纤芯直径约
，
处的非线性系数
，而南安普顿大学
第期
非线性
高 飞 等 光子晶体光纤中的非线性效应的研究进展
的重要意义之一 。
按导光机理可以粗略的分为两类：即折射 率引导型光子晶体光纤（ ）和光子带隙型光子 晶体光纤（ ），其结构如图 所示。其中，折 射率引导型光子晶体光纤是在二维光子晶体中心 引入实芯来制作的，以其优异的高非线性特性成为 人们研究的热点。
结束语
光子晶体光纤的出现深化了对光与物质相互
作用的认识，扩展了光纤的应用领域，本文主要介
绍了 中非线性的成因和现象，如何获得较高
的非线性系数，以及一些非线性系数的测量方法，
这只是简要的介绍，期望对今后的
中的非线
性研究工作的展开有所帮助。
虚线为输入频谱；实线为输出频谱
图
中测量的到的典型频谱图
第期
高 飞 等 光子晶体光纤中的非线性效应的研究进展 参考文献
公司于 年的 会议中就
已经提出了一种零色散波长在
处的非线
性系数较高的 ，其 可达到
，这种
光纤的平均孔间距是
，平均空气孔直径是
，其纤芯直径为
，光纤外径
，
零色散点在
处。可以看到，在光子晶体
光纤中可以兼顾高非线性系数的同时灵活设计光
纤的色散，这是传统光纤所不可比拟的。
年，意大利的
大学采用数值模拟
的方法，模拟了兼顾最佳色散斜率和较高非线性系
而提高 ，一般有两种途径：一是在在纤芯中 掺杂（如掺锗等材料），这样也可以加强对光的限 制；另一个是使用高非线性折射率材料。这就是光 线设计和拉制中注意的两个问题。
中非线性研究进展
在光纤非线性研究中，不能仅考虑增大非线性 系数，增强非线性效应 ，还应该结合实际，在 达到高非线性的时候，对于色散损耗也应予以考 虑，这样才会得到更好的应用。
图 单脉冲激光器 法的实验装置图
图 双连续激光器 法实验装置图
燕山大学学报
图 、图 分别是交叉相位和四波混频测量的
实验装置图，前一个是通过测量得到基波和一次谐
波的比来计算
所引起的相移，从而得到非线
性系数；后一个则是从输出信号光谱图中得到泵浦
光强度与
产生的光强度之比，非线性系数就
可通过数值法求解非线性薛定鄂方程而得出。在文
华颖 陈永诗 单模光纤非线性系数 的测量方法 光 通信研究
李曙光 刘晓东 侯蓝田 一种晶体光纤基模色散特性的矢量 法分析 物理学报
Research advances of nonlinearity in the photonic crystal fiber
Abstract Key words
处达到
，不过这种光纤使用 着很大的不确定性，对光脉冲的初始波形也有要
的是
玻璃，采用了小纤芯，纤芯周围为 个 求。优点就是方法简便，容易实现光的耦合。
与芯基本相同的小空气孔，再外面才是包层空气 孔，理论分析可知采用这种结构的二氧化硅光纤的 非线性系数也将会是很大的数值。
图是
的实验装置图。调节输入光源
的两个激光器，使其频率接近，就可以产生拍频信
献中提到
测量法可用于多种类型的光纤，而
且具有较为准确和可重复性好的优点。然而，为了
保证精度和
的效率，对测试光纤的长度要求
很严格。
图 交叉相位调制测量非线性系数实验装置图
图 四波混频测量非线性系数实验装置图
一种 中非线性系数的测量
南安普顿大学提出了一种 的测试方法，与
中提到的双连续激光器
极为相似。由式
图是
的实验装置图，它由脉冲激光器