导读:本文包含了非线性光波导论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:波导,孤子,色散,相位,光学,晶格,脉冲。
非线性光波导论文文献综述
吴春将,冯素春[1]（2019）在《基于五氧化二钽集成非线性光波导的高重复频率宽带平坦相干光频率梳的产生》一文中研究指出通过波导结构设计以及色散调控,基于孤子脉冲压缩、自相位调制和光波分裂效应,用0.22 m反常色散五氧化二钽波导级联0.9 m正常色散五氧化二钽波导产生在1 520～1 580 nm波段具有4 dB平坦度、60 nm带宽的平坦光频率梳.利用X-Frog技术分析了脉冲在传输过程中的时谱演化,并且研究了产生光频率梳的相干性.时谱演化指出自相位调制和光波分裂的共同作用使得光频率梳的光谱包络变宽,并且具有良好的平坦度.一阶复互相干度计算指出光频率梳具有较好的相干性.仿真结果表明,五氧化二钽集成非线性光波导在产生高重复频率平坦相干宽带光频率梳方面具有较好的前景.(本文来源于《光子学报》期刊2019年10期）
姚映波,谢家玉,尹芬芬,唐炳[2]（2019）在《具有非线性耦合的锯齿型光波导阵列中的调制不稳定性和亮离散孤子》一文中研究指出借助线性稳定性分析方法,推导出包含非线性耦合作用的锯齿型光波导阵列中平面波的离散调制稳定性增长率的解析表达式,并针对不同次近邻耦合系数分析了非线性耦合作用对调制不稳定性区域的影响.结果表明,改变非线性耦合系数的值会明显影响调制不稳定区域的形状.根据调制稳定性分析结果,预测了亮离散孤子可能存在的参数区域.然后,利用一种准离散的多重尺度方法得到了此锯齿型光波导阵列中亮离散孤子的解析解,并分析了它们的存在条件,结果与离散调制不稳定性分析预测的存在条件基本一致.(本文来源于《光子学报》期刊2019年08期）
张琪昱[3]（2019）在《基于色散渐减非线性氮化硅光波导的超短脉冲传输特性研究》一文中研究指出超短脉冲在光信息处理、高速光通信系统、光学成像等许多领域有着重要应用。基于光纤的色散和非线性效应实现光脉冲压缩和自相似抛物线脉冲产生的相关研究已经比较成熟。近年来,非线性集成光波导由于非线性系数较大,体积较小从而便于实现集成化超连续谱光源,研究者们开展了基于硅基非线性集成光波导的相关研究。但是硅在1550nm波段具有严重的双光子吸收效应,影响非线性效率,而氮化硅的双光子吸收效应较弱,波导损耗也较小。本文主要研究了超短脉冲在色散渐减氮化硅光波导中的传输特性,利用反常色散渐减波导实现光脉冲压缩,利用正常色散渐减波导实现自相似抛物线脉冲产生。本文主要的研究内容及创新点如下:1.对多模氮化硅光波导进行仿真设计,基于可实现工艺参数对多模氮化硅光波导的准TE基模的色散特性进行正常色散和反常色散调控设计。2.根据自相似孤子脉冲压缩原理,基于仿真得到的反常色散曲线,对脉冲压缩进行仿真研究,通过改变脉冲宽度和波导传输长度确定较佳的波导设计参数,并研究了高阶色散对脉冲压缩的影响。研究了色散值线性渐减和抛物线渐减两种函数型色散渐减情况下的脉冲压缩效果。对工艺可实现的40cm长的氮化硅光波导沿传输距离进行离散化分段设计,获得每个分段的色散、高阶色散等参数,并进行脉冲压缩仿真。3.根据自相似抛物线脉冲产生的原理,将色散渐减等效为增益,基于正常色散渐减波导近似实现自相似抛物线脉冲产生。研究了双曲正割脉冲在正常色散渐减氮化硅光波导中的传输特性,获得自相似抛物线脉冲产生。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-06-03）
丁雪琳[4]（2019）在《基于正常色散氮化硅非线性集成光波导的平坦光频率梳研究》一文中研究指出具有高重复频率的宽带相干平坦光频率梳在波分复用相干光通信系统、光学任意波形生成、光精密测量等领域具有重要的应用,是非线性光学领域的研究热点。光频率梳由高功率光脉冲经过高非线性光波导通过色散和非线性效应共同作用产生极大的频谱展宽,是由一系列间隔均匀并且彼此之间相位关系固定的频率分量组成。高功率输入光脉冲位于氮化硅波导正常色散区域时,通过自相位调制(SPM)和光波分裂(OWB)效应,时域脉冲宽度和频域频谱均会展宽和平坦化,并保持良好的相干性。基于氮化硅非线性集成光波导有望实现小体积的集成化光频率梳。本文主要针对氮化硅光波导的色散调控和基于氮化硅的1550nm波段高重复频率、宽带平坦相干光频率梳产生的优化设计展开了深入的研究,主要研究内容和创新性工作为:(1)对光脉冲在非线性光波导不同色散区域由于色散和非线性效应共同作用引起的时域和频域演化进行理论分析。利用COMSOL和MATLAB进行联合仿真,经由调控氮化硅波导的结构参数,对Strip波导、单Slot波导和双Slot波导叁种不同氮化硅多模光波导结构的TE基模色散特性曲线进行优化设计,同时研究了弯曲半径对色散特性曲线的影响,为光频率梳的产生提供具有理想正常色散和非线性参数的高功率限制因子氮化硅光波导。(2)提出了基于奇偶超模理论的非对称氮化硅双Strip波导,在1550nm波段实现大的正常色散或反常色散值。探究了波导高度,Strip波导宽度,Strip波导间隔等参数对超模色散特性曲线的影响。通过色散调控,在1550nm波段得到了较大反常色散值,可用于光频率梳中的光脉冲压缩。(3)提出了基于氮化硅非线性集成光波导的宽带相干平坦光频率梳的实现方案。高重复频率脉冲光源通过高功率EDFA放大经过叁段优化设计的氮化硅集成光波导,基于啁啾脉冲压缩、自相位调制与光波分裂等非线性效应,实现了 3dB平坦度带宽范围约40nm-60nm的宽带相干平坦光频率梳。探究了不同输入脉冲形状、初始啁啾,脉冲宽度、脉冲峰值功率、波导二阶色散、波导叁阶色散等不同参数对光频率梳产生的影响。(本文来源于《北京交通大学》期刊2019-06-01）
刘伯东[5]（2019）在《耦合光波导中非线性波长转换相位匹配条件的理论研究》一文中研究指出随着现代光子学领域的快速发展,微纳光子学由于其集成度高、光场束缚能力强、光功率密度大等优点,在光信号产生、光信息传输/通信、生物和化学传感、光场调控/成像等领域受到了广泛的关注。非线性光学波长转换是扩宽激光频谱的重要手段,也在信息科学、材料科学等方面有非常广泛的应用。非线性转换过程的相位匹配条件则是实现高效光学波长转换的关键。得益于微纳尺度对光场的强约束能力,微纳尺度的光波导是未来低功耗、高集成非线性光学波长转换的理想器件。然而在波导器件的非线性光学波长转换过程中,由于材料色散的存在,孤立的单波导结构难以实现光波的基模之间的相位匹配。以光学二倍频为例,波导中常利用模式色散法实现基频光光波基模与倍频光高阶模之间的相位匹配。而波导中基频光基模与倍频光高阶模在空间分布上存在巨大的差异,直接导致了非线性光学波长转换的模式重迭积分非常小,相应的非线性转换效率很低。本文创新提出利用耦合的非线性光波导结构实现基频光基模与倍频光基模之间的相位匹配,极大地增加了非线性光学波长转换的模式重迭积分,从而显着提升非线性波长转换的效率。本文以二阶非线性光学波长转换过程为例,通过建立耦合光波导的非线性光学波长转换耦合模方程,厘清了耦合非线性光波导中的相位匹配条件,深入研究了耦合非线性光波导中二次谐波产生过程(ω_2=2_1)的相位匹配条件及影响因素,构建了一整套耦合光波导结构实现非线性光学波长转换的相位匹配理论。具体的工作如下:1.基于耦合非线性光波导的模式理论,首次获得了耦合非线性光波导中二阶非线性光学波长转换的完整的六个相位匹配条件。2.在弱耦合近似条件下,建立耦合非线性光波导中光学二次谐波产生的耦合模方程。在低转换效率的近似条件下对该方程进行求解,得到对称耦合光波导中光学二次谐波产生的叁个相位匹配条件。并基于以上物理模型,本文详细研究了耦合非线性光波导中波导耦合系数、泵浦光的相位因素、泵浦光的幅度因素等对光学二次谐波产生的影响。3.本文进一步利用数值分析方法(四阶Runge-Kutta方法)求解高转换效率条件下耦合非线性光波导中光学二次谐波产生的非线性波长转换耦合模方程,并对数值计算结果展开了深入的讨论,进行理论模型有效性的验证。4.以氧化锌微纳波导结构为例,对比研究了单波导结构和耦合非线性光波导结构中二阶非线性光学波长转换的相位匹配条件。本文发现基于单波导结构只能实现基频光的基模与二次谐波的高阶模的相位匹配,相应的非线性波长转换的模式重迭积分较低;而基于耦合波导结构,可以实现基频光的基模与二次谐波的基模的相位匹配,对应的非线性波长转换的模式重迭积分比单波导结构的大6个数量级。本文基于耦合的非线性光波导结构,实现了基频光光波基模与倍频光基模之间的相位匹配,突破了传统模式色散法中模式空间分布差异巨大的限制,极大增加了基频光与倍频光之间的有效模式重迭,发展了一套可集成、低能耗、高效率的非线性光学波长转换的光子器件的新方法,极大地提高了非线性光学波长转换的效率,将成为拓展未来相关器件研究及应用的一个重要方向。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-04-10）
高亚琴,李鹏飞[6]（2018）在《PT对称饱和非线性光波导中孤子对称破缺的研究》一文中研究指出基于PT对称的饱和非线性波导模型,研究PT对称孤子的对称破缺现象.通过分析定态解的存在性,发现了PT对称的基态孤子和高阶孤子.当孤子功率增加,系统将会出现不对称形式的孤子.利用线性稳定性分析的方法研究了PT对称和不对称孤子的稳定性,结果发现PT对称的基态孤子的不稳定性诱发了孤子包络的对称性破缺,进而产生了不对称孤子.最后,研究了不同稳定性条件下孤子的动力学演化特性,并发现越过对称破缺点后PT对称的基态孤子具有振荡不稳定性,而PT对称的高阶孤子和不对称孤子具有一定的鲁棒性.(本文来源于《河南师范大学学报(自然科学版)》期刊2018年04期）
史玉秀[7]（2017）在《硫系光波导色散调控及非线性应用的研究》一文中研究指出近年来,有着一系列独特光学特性的硫系玻璃,如由于较高的折射率而具有的良好的光场限制作用,较高的非线性折射率,较宽的红外透过窗口(可以达到20mm)和在通信波段可以忽略的双光子吸收以及自由载流子吸收,逐渐成为了制作平面光学波导的理想材料,在现代集成中红外光学器件研发领域具有极大的发展前景。现在许多全光进程已经采用有色散工程的硫系光波导,其中包括参数放大,波长转换,频分复用,超连续谱的产生等。因此,硫系玻璃在诸多领域有着十分广阔的应用前景和研究意义。色散控制作为硫系光波导的本质属性,在非线性过程中起着重要作用,因为对于许多非线性应用,如超连续谱的产生,四波混频(FWM),波长转换,参量放大,孤子裂变等需要平坦的低的色散曲线。在宽波长范围内低的平坦色散可以用于优化相位匹配,这对许多非线性处理是有益的。然而,硫系材料在近红外和中红外通常有大的负的材料色散,需要特别的波导结构设计,用波导色散来补偿材料色散。我们可以通过灵活调控波导的相关参数的方法来获得超宽带平坦色散曲线。本文主要围绕硫系玻璃材料展开课题的研究,并以此为基质从理论和仿真两个方面深入分析硫系光波导的特性,文章的组成结构如下:第一章绪论简要概述了光波导及其在非线性方面的效应,并且分析了硫系光波导的应用,介绍了硫系玻璃材料在光学方面的独特的性能特征,然后结合硫系材料的特性说明了本文的研究内容和意义。第二章介绍了光波导基本理论,并利用经典麦克斯韦方程组,通过推导得到满足光波传输的波动方程。并进一步分析了光脉冲传输的传输方程,通过进一步的学习推算出了广义非线性薛定谔方程。最后还介绍了分析光波导时需要的边界条件。第叁章主要介绍了基于硫系材料的两种类型的光波导,通过有限差分的方法研究了硫系光波导色散特性和有效面积,并分析了其非线性系数。在参数优化的基础上,获得平坦的低的色散曲线。最后分析了在简并四波混频过程中的相位匹配条件。第四章在第叁章的基础上,我们设计了一种新颖的脊形硫系玻璃波导(As_2S_3)结构,这种波导结构可以同时用于基本准TE和准TM模式。对于TE和TM模,通过色散调制的方法获得了具有两个ZDW的超宽带和低的色散曲线。此外,我们计算了两种模式的有效面积和非线性系数,并研究了在这种波导结构下超短脉冲泵浦时输出超连续谱的输出特性。第五章是对本文研究工作内容的总结,并指出了研究工作的缺陷及尚未解决的问题。(本文来源于《宁波大学》期刊2017-06-02）
王东,吴建光,王斌,黄仙山[8]（2017）在《非线性光波导中基波和二次谐波的模场分布研究》一文中研究指出非线性波导是一种重要的光量子器件。采用马卡梯里近似,可以近似描述波导的模场分布特征。针对ee-e准相位匹配的周期极化铌酸锂波导,分析波长为1 064nm的基波和532nm的二次谐波的基模模场分布。结果表明:如果波导为嵌入型正方形波导,基波和二次谐波的光斑基本为圆形,基波场分布范围较大;在截面正方形边长为5μm并且芯区比包层折射率略高0.02时,波导就能将两种光波场基本约束在芯区中,但是这种波导边长为0.5μm时约束能力就变得很差;如果采用芯区与包层折射率差别较大的波导,芯区边长为0.5μm就可以将两种场分布基本约束在芯区中。结果对分析其他类型的非线性波导的模场分布具有指导意义。(本文来源于《应用光学》期刊2017年02期）
仝晓刚[9]（2016）在《硅基纳米光波导谐振腔非线性光学特性及调控》一文中研究指出硅基纳米光波导是在亚波长尺度实现光信息传输、耦合、与物质相互作用的低损耗导波结构,可构成光源、功能敏感单元,是光电集成传感和光信息芯片的基础,且绝缘体上硅(SOI)一系列重大的研究突破使得硅基材料被认为是构建集成光子器件的理想平台。然而这种全光互连的器件如果要应用到大众消费市场必须基于低成本的技术。所以具有高集成度的硅基光子技术微纳米光学器件掀起了全球的学术界和工业界研究热潮。本文围绕硅光子器件中的关键组成—硅基波导谐振器的相关特性及其应用进行分析研究。该谐振器主要由纳米波导光栅、传输光波导、高品质因子(Q)环形微腔在同一平面制备集成。对于性能优良高集成的硅波导谐振器,其主要影响因素有:高效的光导入(耦合),传输波导的低损耗以及高Q谐振腔等多方面的挑战。本文基于纳米光波导单模(TE模)传输条件下,如何抑制波导传输损耗,提高纳米光栅垂直耦合效率,保持谐振腔高Q值进行理论分析,其次对波导谐振器的温度特性,光学线性特性进行测试分析,对光学非线性特性及全光学开关等相关应用进行了实验研究。相关研究内容可归结为以下几个方面:1、利用FDTD和RSOFT软件对纳米光波导结构单元中的纳米光栅、条形波导、光波导微腔进行了光学传输特性分析。首先对传输光波导的单模传输特性进行数值分析,对光波导传输损耗进行分析优化;其次,基于光学单模传输,给出光栅耦合效率的计算方法,对光栅耦合效率影响的主要参数光栅深度、周期与占空比等进行优化分析,最终确定周期为590nm、占空比为50%的纳米光栅结构,传输纳米光波导宽度为450nm,厚度为220nm。在理论分析微环谐振腔主要性能参数的基础上,重点分析了纳米光波导微腔与传输波导耦合系数、传输损耗的影响机制,并对相关参数进行数值仿真分析。最后利用L-Edit软件对微腔谐振器集成单元进行了优化设计。2、通过微纳跨尺度工艺模式,结合电子束曝光与深硅刻蚀技术,通过采用Bosch工艺循环干法刻蚀方法,提高传输波导侧壁陡直度,降低了传输波导损耗,克服了微纳一体化制备中的邻近效应、迟滞效应、微掩膜效应等工艺技术难点,制备了硅基集成纳米光栅、传输光波导、谐振单元一系列不同结构的微腔谐振器结构。3、基于高Q单环微腔,首先对微腔的线性特性进行了测试分析,得到了传输损耗为0.532dB/cm和品质因子为105高Q值微腔,同时对微腔的温度特性进行了测试,谐振波长的线性度为54.1pm/℃。其次研究了硅基微环谐振腔的光信号调控技术,利用单微腔结构,通过单光束功率调控注入方式分析了微腔的光学热非线性特性,得到谐振峰红移阈值0.34nm。在理论分析光学开关的基础上,研究了基于热非线性效应的双光束调控注入模式的微环谐振腔全光开关的方案,通过调控优化对应波长的光功率实现了消光比为15dB和开关时间为微秒量级的全光学开关;其次分析了单微环谐振腔的光延时特性,通过调控两个相邻谐振波长的光功率,发现探测光功率的大小与光延时量成正比关系,通过相互调控最终获得了15.4ps和8.5ps的最大延时量。(本文来源于《中北大学》期刊2016-04-07）
李雁青[10]（2016）在《PT对称光波导中的非线性研究》一文中研究指出光孤子因其在光波导中长距离传播形状不变等优点,在现代光学通信中占有重要的地位,尤其是在全光通信,全光空间调制以及数据储存等方面有着很大的潜力和潜在市场应用价值,因而成为近年的研究热点之一。1998年,宇称(Parity)-时间(Time)对称(简称PT对称)的概念首次被提出并应用于量子力学复哈密顿量的开拓性研究,并迅速被推广到光学领域中,其独特的光学性质如功率振荡、双折射已被大量实验所证实。PT对称光波导孤子作为一种非线性现象,是由波导内部不同因素包括增益、损耗和非线性、色散相互平衡所产生的。在PT对称势的适当调制下,可以获得丰富的孤子结构并改善光波导的传播性能,因而,对PT对称光波导中的孤子传播动力学的研究无论从理论还是实践上都具有重要的意义。本论文主要从光波导的保守性和耗散性来考察光学PT对称孤子的形态和传播特征,研究支持保守光波导系统的非线性薛定谔方程和支持耗散光波导系统的金兹堡-朗道方程中的光学PT对称孤子,因而,本论文具体内容包括以下两个方面:1.本文研究了在保守系统内,光束在PT对称光波导介质中的传输情形,它的慢变包络振幅可以由带有PT对称势的(2+1)维非线性薛定谔方程描述,并通过分离变量方法得到了光场慢变包络振幅的解析解。在不同的衍射系数和相应的PT对称势调制下,光束传输模式产生了不同类型的dromion结构,通过调节相位因子获得了多瓣dromion结构等新颖现象,并进一步探讨了PT对称势对光场的振幅、脉冲宽度和dromion结构瓣状数目的影响。该理论成果可以在一定程度上加深对PT对称光传输模式的理解,而且多瓣结构有利于调控光模式的角向分布,进而实现了光强的合理分配。2.本文研究了在耗散系统内,光束在PT对称光波导介质中的传输情形。在PT对称势的调制下,系统会产生增益或损耗,在这种耗散系统中光束的传输动力学可以由带有PT对称势的(1+1)维变系数金兹堡-朗道方程描述,并通过双线性方法得到了光场振幅的解析解。在PT对称势调制下,我们获得了不同种类的解结构,如单孤子结构、周期波结构、中心巢型孤子结构、中心峰型孤子结构等新颖现象。根据振幅光开关通过信号出现中心凸起还是凹陷的原理机制,我们可以将理论成果应用到光开关设计中,如中心巢型与中心峰型孤子结构的振幅差异,可以用来设计光开关。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2016-03-14）
非线性光波导论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
借助线性稳定性分析方法,推导出包含非线性耦合作用的锯齿型光波导阵列中平面波的离散调制稳定性增长率的解析表达式,并针对不同次近邻耦合系数分析了非线性耦合作用对调制不稳定性区域的影响.结果表明,改变非线性耦合系数的值会明显影响调制不稳定区域的形状.根据调制稳定性分析结果,预测了亮离散孤子可能存在的参数区域.然后,利用一种准离散的多重尺度方法得到了此锯齿型光波导阵列中亮离散孤子的解析解,并分析了它们的存在条件,结果与离散调制不稳定性分析预测的存在条件基本一致.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
非线性光波导论文参考文献
[1].吴春将,冯素春.基于五氧化二钽集成非线性光波导的高重复频率宽带平坦相干光频率梳的产生[J].光子学报.2019
[2].姚映波,谢家玉,尹芬芬,唐炳.具有非线性耦合的锯齿型光波导阵列中的调制不稳定性和亮离散孤子[J].光子学报.2019
[3].张琪昱.基于色散渐减非线性氮化硅光波导的超短脉冲传输特性研究[D].北京交通大学.2019
[4].丁雪琳.基于正常色散氮化硅非线性集成光波导的平坦光频率梳研究[D].北京交通大学.2019
[5].刘伯东.耦合光波导中非线性波长转换相位匹配条件的理论研究[D].华南理工大学.2019
[6].高亚琴,李鹏飞.PT对称饱和非线性光波导中孤子对称破缺的研究[J].河南师范大学学报(自然科学版).2018
[7].史玉秀.硫系光波导色散调控及非线性应用的研究[D].宁波大学.2017
[8].王东,吴建光,王斌,黄仙山.非线性光波导中基波和二次谐波的模场分布研究[J].应用光学.2017
[9].仝晓刚.硅基纳米光波导谐振腔非线性光学特性及调控[D].中北大学.2016
[10].李雁青.PT对称光波导中的非线性研究[D].北京邮电大学.2016
论文知识图
