1、光子晶體光纖可具有超寬帶單模傳輸性、增強的模式限制特性、色散可調(diào)控等優(yōu)點，在光通訊、光譜學(xué)、傳感器等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。光子晶體光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)在近十年內(nèi)成為研究熱點，且促進了其他研究領(lǐng)域的發(fā)展。例如，光子晶體光纖中超連續(xù)光譜產(chǎn)生在光相干層析技術(shù)、高精密光學(xué)測量等領(lǐng)域有很重要應(yīng)用價值。其他非線性頻率轉(zhuǎn)換過程如四波混頻過程在糾纏光子對制備、光參量放大和振蕩器方面有應(yīng)用潛力；光子晶體光纖中的三次諧波過程可用以產(chǎn)生紫外光源。另外，光子晶體光

2、纖中的部分非線性光學(xué)過程產(chǎn)生的物理機制并不十分清晰，有關(guān)這些問題的探究將豐富非線性光學(xué)的內(nèi)容，具有很大的科學(xué)價值。 本文采用摻鈦藍寶石飛秒激光系統(tǒng)，開展了飛秒激光脈沖在光子晶體光纖中的傳輸特性的實驗研究。主要關(guān)注光子晶體光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)，包括超連續(xù)光譜產(chǎn)生、四波混頻過程、色散波產(chǎn)生，并探索其潛在的應(yīng)用價值。全文的主要研究內(nèi)容、結(jié)論與創(chuàng)新性如下： （1）利用有限元方法設(shè)計了具有高折射率復(fù)合纖芯的Bragg光纖，其零色

3、散點在1.55 μm附近，最大非線性系數(shù)可達40 W-1Km-1。 （2）在雙折射光子晶體光纖中實現(xiàn)了基于高階孤子分裂的超連續(xù)光譜產(chǎn)生。 經(jīng)計算用脈沖俘獲條件較合理地解釋了高階孤子分裂過程中產(chǎn)生的色散波和紅移光孤子的波長關(guān)系，該工作對于研究孤子分裂及色散波產(chǎn)生的物理機制有一定價值。 （3）在大占空比的光子晶體光纖的多個具有不同色散特性的次芯中實現(xiàn)了多重頻率轉(zhuǎn)換過程，所用次芯的尺寸比早期文獻中的報道大并首次關(guān)注次芯的雙折射

4、特性。揭示了空氣孔隨機分布的多孔微結(jié)構(gòu)光纖在頻率調(diào)諧器、傳感器的應(yīng)用潛力。 （4）利用亞納焦量級的飛秒激光脈沖在光子晶體光纖中獲得接近倍頻的藍光，經(jīng)分析藍光是參量四波混頻過程產(chǎn)生的信號光，藍光的轉(zhuǎn)換效率高達15％。伴隨信號光產(chǎn)生的閑置光可以處于太赫茲波段，實驗也預(yù)示了通過四波混頻過程在光纖內(nèi)產(chǎn)生太赫茲波的可能性。 （5）在實驗上詳細研究了光子晶體光纖次芯中的三種偏振調(diào)控的藍移非孤子輻射產(chǎn)生。藍移輻射的波長可在一定范圍內(nèi)調(diào)