高非线性光纤中四波混频的磁控机理研究

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摘要

将磁光效应和光纤非线性效应作为微扰,采用导波光耦合理论分析了高非线性光纤中导波光发生磁光四波混频的机理; 实验测试了磁场对四波混频偏振依赖性的影响,理论分析与实验结果符合. 研究表明,当输入的探测光和抽运光为相互正交的线偏振光时,四波混频的磁控效果最为明显, 输出的闲频光功率随磁光耦合系数振荡变化,施加适当的外加磁场可使四波混频效率得到进一步提高. 选择适当费尔德常数的光纤材料,利用磁光效应对四波混频偏振依赖性的影响,可实现不同范围的磁场测量.

关键词:

作者及机构信息

1.
电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 611731

基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划) (批准号: 2011CB301703)、教育部新世纪优秀人才支持计划 (批准号: NCET-08-0092) 和国家高技术研究发展计划(863计划) (批准号: 2012AA011304)资助的课题.

参考文献

[1]	Miao X R, Gao S M, Gao Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 7699 (in Chinese) [苗向蕊, 高士明, 高莹 2008 物理学报 57 7699]
[2]	Hui Z Q, Zhang J G 2012 Acta Phys. Sin. 61 014217 (in Chinese) [惠战强, 张建国 2012 物理学报 61 014217]
[3]	Smith A M 1978 Appl. Opt. 17 52
[4]	Kersey A D, Marrone M J 1994 Tenth International Conference on Optical Fiber Sensors Glasgow, Scotland, October 11-13, 1994 p53
[5]	Fredrik J, Christos F 1999 Opt. Lett. 24 1514
[6]	Valerio P, Stefano L 2000 Opt. Lett. 25 1720
[7]	Qiu K, Wu B J, Wen F 2009 Acta Phys. Sin. 58 1726 (in Chinese) [邱昆, 武保剑, 文峰 2009 物理学报 58 1726]
[8]	Wu B J, Li C Z, Qiu K, Cheng L W 2011 Chin. Opt. Lett. 9 010601
[9]	Yoshino T 2005 J. Opt. Soc. Am. B 22 1856
[10]	Zhao X J, Wu B J 2010 Acta Photon. Sin. 39 1862 (in Chinese) [周晓璟, 武保剑 2010 光子学报 39 1862]
[11]	Michel E M 2008 Fiber Optical Parametric Amplifiers, Oscillators and Related Devices (1st Ed) (New York: Cambridge University Press) p359
[12]	Yu T, Peng D, Chang X Y 2008 Opt. Lett. 16 5493
[13]	Sun L, Jiang S, Marciante J 2010 Opt. Express 18 12191
[14]	Wu B J, Lu X, Qiu K 2010 Chin. Phys. Lett. 27 067803
[15]	Cruz J L, Andres M V, Hernandez M A 1996 Appl. Opt. 35 922
[16]	Agrawal G P 2009 Nonlinear Fiber Optics (4th Ed) (Beijing: World Publishing Corporation) p370
[17]	Sun L, Jiang S, Zuegel J D, Marciante J R 2009 Opt. Lett. 34 1699

施引文献

[1]	Miao X R, Gao S M, Gao Y 2008 Acta Phys. Sin. 57 7699 (in Chinese) [苗向蕊, 高士明, 高莹 2008 物理学报 57 7699]
[2]	Hui Z Q, Zhang J G 2012 Acta Phys. Sin. 61 014217 (in Chinese) [惠战强, 张建国 2012 物理学报 61 014217]
[3]	Smith A M 1978 Appl. Opt. 17 52
[4]	Kersey A D, Marrone M J 1994 Tenth International Conference on Optical Fiber Sensors Glasgow, Scotland, October 11-13, 1994 p53
[5]	Fredrik J, Christos F 1999 Opt. Lett. 24 1514
[6]	Valerio P, Stefano L 2000 Opt. Lett. 25 1720
[7]	Qiu K, Wu B J, Wen F 2009 Acta Phys. Sin. 58 1726 (in Chinese) [邱昆, 武保剑, 文峰 2009 物理学报 58 1726]
[8]	Wu B J, Li C Z, Qiu K, Cheng L W 2011 Chin. Opt. Lett. 9 010601
[9]	Yoshino T 2005 J. Opt. Soc. Am. B 22 1856
[10]	Zhao X J, Wu B J 2010 Acta Photon. Sin. 39 1862 (in Chinese) [周晓璟, 武保剑 2010 光子学报 39 1862]
[11]	Michel E M 2008 Fiber Optical Parametric Amplifiers, Oscillators and Related Devices (1st Ed) (New York: Cambridge University Press) p359
[12]	Yu T, Peng D, Chang X Y 2008 Opt. Lett. 16 5493
[13]	Sun L, Jiang S, Marciante J 2010 Opt. Express 18 12191
[14]	Wu B J, Lu X, Qiu K 2010 Chin. Phys. Lett. 27 067803
[15]	Cruz J L, Andres M V, Hernandez M A 1996 Appl. Opt. 35 922
[16]	Agrawal G P 2009 Nonlinear Fiber Optics (4th Ed) (Beijing: World Publishing Corporation) p370
[17]	Sun L, Jiang S, Zuegel J D, Marciante J R 2009 Opt. Lett. 34 1699

[1]	苗向蕊, 高士明, 高莹. 基于光纤四波混频效应的新型组播方法. 物理学报, 2008, 57(12): 7699-7704. doi: 10.7498/aps.57.7699
[2]	惠战强, 张建国. 基于光子晶体光纤中双抽运四波混频效应的非归零到归零码型转换实验研究. 物理学报, 2013, 62(8): 084209. doi: 10.7498/aps.62.084209
[3]	李建设, 李曙光, 赵原源, 韩颖, 陈海良, 韩晓明, 周桂耀. 在远离光子晶体光纤零色散波长的正常色散区入射飞秒脉冲产生四波混频及孤子效应的实验研究. 物理学报, 2014, 63(16): 164206. doi: 10.7498/aps.63.164206
[4]	王文睿, 于晋龙, 韩丙辰, 郭精忠, 罗俊, 王菊, 刘毅, 杨恩泽. 基于高非线性光纤中非线性偏振旋转效应的全光逻辑门研究. 物理学报, 2012, 61(8): 084214. doi: 10.7498/aps.61.084214
[5]	胡明列, 王清月, 栗岩峰, 王专, 柴路, 张伟力. 飞秒激光在双折射微结构光纤中模式控制的四波混频效应的实验研究. 物理学报, 2005, 54(9): 4411-4415. doi: 10.7498/aps.54.4411
[6]	李长胜. 电光与磁光效应的互补特性及其传感应用. 物理学报, 2015, 64(4): 047801. doi: 10.7498/aps.64.047801
[7]	惠战强, 张建国. 基于光子晶体光纤中四波混频效应的单到双非归零到归零码型转换. 物理学报, 2012, 61(1): 014217. doi: 10.7498/aps.61.014217
[8]	邓莉, 孙真荣, 林位株, 文锦辉. 亚10 fs激光脉冲产生中的受激拉曼散射与四波混频效应. 物理学报, 2008, 57(12): 7668-7673. doi: 10.7498/aps.57.7668
[9]	杨磊, 李小英, 王宝善. 利用光纤中自发四波混频产生纠缠光子的实验装置. 物理学报, 2008, 57(8): 4933-4940. doi: 10.7498/aps.57.4933
[10]	万峰, 武保剑, 曹亚敏, 王瑜浩, 文峰, 邱昆. 空频复用光纤中四波混频过程的解析分析方法. 物理学报, 2019, 68(11): 114207. doi: 10.7498/aps.68.20182129
[11]	王彦斌, 侯静, 陆启生, 彭杨, 陈子伦, 熊春乐. 长脉冲抽运光子晶体光纤四波混频和超连续谱的理论研究. 物理学报, 2011, 60(1): 014201. doi: 10.7498/aps.60.014201
[12]	李建设, 李曙光, 赵原源, 刘强, 范振凯, 王光耀. 在单零色散微结构光纤中一次抽运同时发生两组四波混频的实验观察. 物理学报, 2016, 65(21): 214201. doi: 10.7498/aps.65.214201
[13]	林贤, 金钻明, 李炬赓, 郭飞云, 庄乃锋, 陈建中, 戴晔, 阎晓娜, 马国宏. 非线性克尔效应对飞秒激光偏振的超快调制. 物理学报, 2018, 67(23): 237801. doi: 10.7498/aps.67.20181450
[14]	孙江, 常晓阳, 张素恒, 熊志强. 应用双非简并四波混频理论研究原子的碰撞效应. 物理学报, 2016, 65(15): 154206. doi: 10.7498/aps.65.154206
[15]	孙　江, 姜　谦, 米　辛, 俞祖和, 傅盘铭. 利用场关联效应抑制瑞利型非简并四波混频的热背底. 物理学报, 2004, 53(2): 450-455. doi: 10.7498/aps.53.450
[16]	尹经禅, 肖晓晟, 杨昌喜. 基于光纤四波混频波长转换和色散的慢光实验研究. 物理学报, 2010, 59(6): 3986-3991. doi: 10.7498/aps.59.3986
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[18]	文峰, 武保剑, 李智, 李述标. 基于全光纤萨格纳克干涉仪的温度不敏感磁场测量. 物理学报, 2013, 62(13): 130701. doi: 10.7498/aps.62.130701
[19]	陶宗明, 张寅超, 吕勇辉, 胡顺星, 邵石生, 曹开法, 刘小勤, 岳古明, 胡欢陵. Nd:YAG四倍频激光抽运甲烷后的受激拉曼效应及其物理机制分析. 物理学报, 2004, 53(8): 2589-2594. doi: 10.7498/aps.53.2589
[20]	贾楠, 李唐军, 孙剑, 钟康平, 王目光. 双向使用高非线性光纤实现同时解复用出两路10 Gbit/s信号. 物理学报, 2014, 63(2): 024201. doi: 10.7498/aps.63.024201

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高非线性光纤中四波混频的磁控机理研究

1. 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 611731

基金项目:

国家重点基础研究发展计划(973计划) (批准号: 2011CB301703)、教育部新世纪优秀人才支持计划 (批准号: NCET-08-0092) 和国家高技术研究发展计划(863计划) (批准号: 2012AA011304)资助的课题.

收稿日期: 2012-05-25

修回日期: 2012-08-20

刊出日期: 2013-01-20

摘要: 将磁光效应和光纤非线性效应作为微扰,采用导波光耦合理论分析了高非线性光纤中导波光发生磁光四波混频的机理; 实验测试了磁场对四波混频偏振依赖性的影响,理论分析与实验结果符合. 研究表明,当输入的探测光和抽运光为相互正交的线偏振光时,四波混频的磁控效果最为明显, 输出的闲频光功率随磁光耦合系数振荡变化,施加适当的外加磁场可使四波混频效率得到进一步提高. 选择适当费尔德常数的光纤材料,利用磁光效应对四波混频偏振依赖性的影响,可实现不同范围的磁场测量.

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