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光子晶体光纤中高效的反斯托克斯信号产生
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O433.4[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京邮电大学信息光子学与光通信国家重点实验室,北京100876, [2]燕山大学红外光纤与传感研究所,秦皇岛066004, [3]燕山大学亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,秦皇岛066004
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973)项目(批准号:2010CB327605和2010CB328300); 北京邮电大学青年科研创新基金(批准号:2011RC0309 2011RC008 2009RC0314);北京邮电大学优秀博士研究生创新基金(批准号:CX201023)资助的课题
中文摘要:

基于四波混频的反斯托克斯变换,被广泛应用于短波辐射高分辨率成像以及直接激发分子的电子跃迁等方面.为了实现更加高效的反斯托克斯变换,利用中心波长为810 nm脉冲宽度为120 fs的钛蓝宝石(Ti:sapphire)飞秒激光器作为抽运光源,在长度为0.5 m和3 m的光子晶体光纤中分别实现了高阶模和基膜的简并四波混频.实验中,采用的光子晶体光纤的零色散波长在820 nm附近.在基模相位匹配条件下,在560 nm附近实现了高效地反斯托克斯信号的产生,反斯托克斯信号与残余抽运信号的最大功率比为33:1;反斯托克斯信号和斯托克斯信号的最大功率比25:1;反斯托克斯信号最大功率转换效率P_a/P_(p0)为34%.抽运波长从790 nm逐渐增加到810 nm过程中,在长为3 m的光子晶体光纤中相位从不匹配状态转化为高阶模匹配状态后,再转化为基模匹配状态.通过实验研究得出了相位匹配程度随抽运功率、波长和光纤长度的变化规律,同时分析了造成理论计算与实验结果存在差异的主要因素.本文为研究在光子晶体光纤基模中实现相位匹配和产生高效反斯托克斯信号提供了理论和实验依据.

英文摘要:

The anti-Stokes frequency conversion based on four-wave mixing(FWM) has been widely used to generate short-wavelength radiation for high resolution imaging,direct excitation of electronic molecular transitions,and so on.For achieving more effective anti- Stokes conversion,we use the Ti:sapphire laser with a central wavelength of 810 nm and a pulse width of 120 fs as a pump source,and the degenerated FWMs of the higher mode and the fundamental mode are achieved respectively in 0.5 m long and 3 m long photonic crystal fibers(PCFs) with a zero dispersion wavelength of fundamental mode around 820nm in our experiment.The anti-Stokes signals around 560nm are generated efficiently at the fundamental phase matching.The maximum power ratios of anti-Stokes signal at 562 nm to the residual pump component and the Stokes signal are above 33:1 and 25:1,respectively.The maximum conversion efficiencies are achieved to be up to 48%and 34%in theory and experiment,respectively.And then the variation laws of the phase matching and the output spectrum with pump power,wavelength and the fiber length are obtained and the discrepancy between theoretical and experimental results is analyzed.Moreover,the effects of more factors on experimental results are discussed.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876