（物理电子学专业论文）基于光子晶体光纤参量放大与波长变换的研究.pdf

北京邮i 也犬学硕l j 学位论文 基于光子晶体光纤参量放大与波长变换的研究 摘要 近年来，基于光纤强非线性效应的光纤光学参量放大器( f o p a ) 在 光通信领域引起了人们的关注。f o p a 的工作原理是基于光纤中高效率的 四波混频( f w m ) 效应，具有低噪声、超宽的增益带宽、以及放大波长灵 活可调等优点。此外，连续可调的参量增益也可用于波长转换，在光波 分复用( w d m ) 系统中具有重要应用。f o p a 以传统光纤为参量增益介 质时，增益带宽往往很窄，而且只存在于反常色散区。相对传统的光纤， 光子晶体光纤( p c f ) 具有更高的非线性、超平坦的色散值和灵活可调的零 色散波长。因此，基于p c f 的f o p a 将使增益不断增加，带宽不断扩大； 相应地，使波长转换范围和转换效率不断增加。而且，p c f 也打破了传 统光纤的局限，即无论泵浦波长在正常色散区或反常色散区，这两个区 域都可以实现很宽的增益带宽。同时，利用更短的p c f 作为增益介质， 不仅降低了放大器的信号损耗，而且抑制了s r s 的影响。 文主要围绕光子晶体光纤光学参量放大器以及波长转换技术展开研 究，主要内容如下： 第一章，总结了人们在光纤参量放大与波长变换理论及应用方面所 做的研究和取得的主要进展，展示了其作为高增益宽带宽全光放大器和 光网络中波长变换器的潜力。指出了选择光子晶体光纤作为放大媒质的 可行性及优势。 第二章，介绍了光子晶体光纤的类型、导光的基本原理，及其一些 优良特性，最后分析了它在光通信中的潜在应用。概述了光子晶体光纤 的三个突出优点：单模传输特性、高非线性效应和可控色散特性。在此 基础上，讨论了光子晶体光纤在有源器件中的应用，同时介绍了它在各 应用领域中的优势。 第三章，从光参量过程原理入手，简要介绍了光纤参量放大与波长 变换原理。建立理论模型，通过对其非线性耦合波方程求解，分析了光 纤参量放大器的增益特性、相敏特性、带宽特性、以及波长变换器的转 换效率和转换带宽等。找出影响其性能的关键参数。由分析可知，要想 北京邮l u 人学硕i 学化论文 摘爱 实现单泵浦光纤光参量放大器的高增益和宽带宽，需要高功率泵浦、高 非线性系数、短光纤长度、泵浦波长接近零色散波长，和低色散斜率。 第四章，分析了参量过程具体实现中的关键技术，根据分析结果搭 建实验系统，在固定泵浦光波长的情况下，进行了基于光子晶体光纤的 参量放大器和波长变换的实验。研究结果表明，采用4 0 m 长的色散平坦光 子晶体光纤可以实现参量放大和波长转换。泵浦光波长为1 5 5 2 n m ，进入 耦合器前的功率为2 2 d b m 时，信号光增益3 d b ，波长变换的最大转换效 率约为2 6 d b ，转换带宽2 8 n m 。 关键词：光纤通信光子晶体光纤参量放大器波长变换四波混频波 分复用 本论文由以下项目资助： 国家自然科学基金：6 0 5 7 8 0 4 3 北京市教委共建项目，项目编号：x k l 0 0 1 3 0 6 3 7 i l s t u d yo no p t i c a lp a r a m e t e ra m p l i f i e r a n d 硷v e l e n g t hc o n v e r s i o nb a s e d o np h o t o n i cc r y s t a lf i b e r a b s t r a c t r e c e n t l y ，h i g h n o n l i n e a r f i b e r b a s e d0 p t i c a lp a r a m e t e ra m p l i f i e r ( f o i t 气) g o tt h ew i d e s p r e a dc o n c e m f o i ，ac a np r o v i d eh i g hp a r a m e t e rg a i na n dl o w n o i s ef i g u r e sb yh i g h l ye 伍c i e n tf o u rw r a v em i x i n g ( f w m ) o nt h eo t h e r h a n d ，p a r a m e t r i cg a i nm a yb ee x p l o i t e da sat u n a b l eg a i nm e c h a n i s m 访 w a v e l e n g t hc o n v e r s i o nw h i c hh a sa ni m p o n a n ta p p l i c a t i o ni 1 1w a v e l e n g t h d i v i s i o n m u l t i p l e x i n g( w d m )s y s t e m u s i n g c 0 n v e n t i o n a lf i b e r sa s p a r a m e t r i cm e d i u m ， t h ed r a w b a c ki st h a tt h ep a r a m e t r i cg a i ni s g e n e r a l l y n a r r o w b a n da n di ti so n l yo b t a i n e di nt h ea n o m a l o u sd i s p e r s i o nr e g i m e d u e t ot h a t h i g hn o n l i n e a rp h o t o n i cc 巧s t a lf i b e r ( p c f ) p o s s e s s e se x c e l l e n t f l a t t e n e d d i s p e r s i o nw i t hc o n t r o h e dz e r o d i s p e r s i o nw a v e l e n g t h ，p a r a m e t e r a l i l p l i f i c a t i o nb a s e do np c fc a no b t a i nh i g hg a i l la n dt i l n a b i ew a v e l e n 醇h c o n v e r s i o no v e raw i d ew a v e l e n g t hr a n g ew h e n e v e rt h ef i b e rd i s p e r s i o na tt h e p u m pw a v e l e n g t hi sn e g a t i v eo rp o s i t i v e f u r t h e m o r e ，s h o r t e rl e n g t ho fp c f c a nh e l pt or e d u c et h et o t a lf i b e rl o s sa n dm i n i m i z et h ei 1 1 f l u e n c eo fs r so n t h ep a r a m e t r i ce f i e c t s t h i sd i s s e r t a t i o nf b c u s e so nt h e p c f b a s e df o p aa n dw a v e l e n g t h c o n v e r s i o nt e c h n o l o g yi n o p t i c a lc o m m u n i c a t i o n s ，w h i c hi sd e s c r i b e da s f o l l o w s ： i nc h a p t e ro n e ，s u m m a r i z e st h er e s e a r c ha n dm a j o rp r o g f e s sa c h i e v e di n t h e 肋e ro p t i c a lp a r a m e t e ra m p l i f i c a t i o na n dw a v e l e n 舀hc o n v e r s i o n b yt h e o r y a n dd e m o n s t r a t e si t sp o t e n t i a la p p l i c a t i o n p o i n t e do u tt h ea d v a n t a g e sa n dt h e f e a s i b i l i t i e so fc h o o s i n gp c fa sae n l a f g em e d i u m i n c h a p t e rt w o ，i n t r o d u c e ss e v e r a ld i 骶r e n tt y p eo f p c f 、 t h eb a s i c p r i n c i p l e so fo p t i c a lg u i d ea n ds o m ee x c e l l e n tc h a r a c t e f i s t i c s ，f i n a l l ya n a l v s e s m 北京i l ! l ：f 【! 人学顾f j 学位论文 a b s i r a c t i t s p o t e n t i a la p p l i c a t i o n s i n o p t i c a l c o m m u n i c a t i o n s p c fh a st h r e e o u t s t a n d i n ga d v a n t a g e s ：s i n g l e - m o d et r a n s m i s s i o nc h a r a c t e r i s t i c s 、 t h eh i g h l y n o n l i n e a rd i s p e r s i o ne f f e c t s ，a n dc o n t r o l l a b l ed i s p e r s i v ep r o p e r t i e s b a s e do n a b o v ea n a l y s i s ，d i s c u s s e st h ea p p l i c a t i o no fp c fi na c t i v ed e v i c e s ，a n ds o m e o t h e rf i e l d se l s e i n c h a p t e rt h r e e ，s t a r t sw i t h ab r i e fi n t r o d u c t i o no ft h ef o p aa n d w a v e l e n g t hc o n v e r s i o nt h e o r y t h e ne s t a b l i s h e sat h e o r e t i c a lm o d e l ， a n d a n a l y s e st h ef o p a c h a r a c t e r i s t i c so f g a i n 、s e n s i t i v i t y 、a n db a n d w i d t h ，a sw e l l a sc o n v e r s i o ne f f i c i e n c y 、c o n v e r s i o nb a n d w i d t ho ft h 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m pw a v e l e n g t ho f 1 5 5 2n m ，p o w e rb e f b r ec o u p l e dw i t hs i g n a lo f2 2d b m ，t h es i g n a ln e t g a i ni s 3d b ，m a x i m u mw a v e l e n g t hc o n v e r s i o ne l 五c i e n c yi sa b o u t 一2 6d ba n dt h e c o n v e r s i o nb a n d w i d t l li s2 8n m k e yw o r d s ：o p t i c a l w a v e l e n g t hc o n v e r s i o n ， i n u l t i p l e x i n g ( w d m ) c o m m u n i c a t i o n s ， p h o t o n i cc 巧s t a l f i b e r ( p c f ) ， f o u rw a v em i x i n g ( f w m ) ，w a v e l e n 咎hd i v i s i o n i v 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人 已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位 或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名：立迭氢日期：坌翌墨! 塑。垫 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以 公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇 编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密论文注 释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名：宝送凰 导师签名： 丛l 日期：皇堕墨芝! 。兰墼 日期：垄翌叁：丕缓 北京邮电人学硕i j 学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1 。1 光纤参量放大和波长变换的研究背景 在信息技术发展的有力推动下，光纤通信系统得到了快速发展，对于远程光纤通 信而言，由于其传送距离可能超过几千公里，因此必须在这些系统中采用放大器补偿 传输损耗，恢复原来的光信号，从而实现光信息的远距离传输【1 1 。 在光纤放大器实际使用之前，人们通常采用光电转换技术进行光信号的放大，但 光电转换放大存在响应时间长等严重制约光纤通信性能的缺陷，因此早在1 9 6 4 年研 究人员就开始了光纤放大器的实用化研列2 。1 9 8 6 年掺铒光纤放大器( e d f a ) 的研制 成功极大的推动了当时光纤通信系统的发展，但e d f a 仅能提供1 5 3 0 1 6 2 5 n m 波长 范围光信号的放大，不能满足现今波分复用( w d m ) 系统进一步扩容的需求。 ， 近年来，随着具有高非线性系数光纤和高功率泵浦光源的相继研制成功，使得基 于光纤的光参量放大器( f i b e ro p t i c a ip a r 锄e t r i ca m p l i f i c a t i o n ，f o p a ) 及其在光通信 领域的应用成为国际上光通信领域的研究热点i l u 引。f o p a 仅仅使用几百米长的高非 线性系数光纤就可以提供目前光纤通信窗口任意波长处的宽带放大、透明波长变换以 及光通信领域的其它应用l ”】。与掺铒光纤放大器和光纤拉曼放大器不同，f o p a 的 放大原理不是依靠能级之间的能量跃迁，而是基于高效率的四波混频( f w m ) 原理【2 j ， 同时f o p a 具备很大的灵活性，可以在e d f a 增益谱范围外获得增益。理论研究表 明，在相位匹配条件下，参量放大的带宽取决于泵浦波长和功率、光纤非线性系数、 光纤的色散特征【5 】等条件。泵浦功率越高、光纤非线性系数越大、在零色散波长处 的色散斜率越小，参量放大增益越大。实验研究结果表明，单波长泵浦的高非线性光 纤的参量放大带宽可以达到2 0 8 n m ，而在同样条件下，拉曼放大器的放大带宽只有 1 0 0 n m 【引。与光纤拉曼放大器相比，f o p a 具有下列优点：( 1 ) 具有更高增益；( 2 ) 更 宽的带宽；( 3 ) 较高的泵浦效率；( 4 ) 使用的光纤较短，一般为几百米( 而集中式拉曼放 大则需要光纤几千米) 。 由于光纤参量放大的技术优势和在光通信领域潜在的应用前景，国外许多著名大 学和公司都在开展光纤参量放大技术的应用研究。s t a n f b r du n i v e r s i t y 的研究人员在 实验室利用单波长泵浦已经达到2 0 8 n m 的带宽【5 l 引，其平均增益为1 0 d b ，峰值增益 为2 6 d b ，但增益谱不平坦，所用的泵浦是波长为1 5 4 2 4 m n 的半导体激光器经脉冲 北京| | f i ；i 【1 人学硕i j 学位论文第一章绪论 调制和两级掺铒光纤放大器放大后输出峰值功率9 7 w ，非线性光纤的非线性系数为 1 8 k m 。1 w ，长度为2 0 米。n o n h w e s t e mu n i v e r s i t y 利用两级色散补偿光纤和约1 w 的 泵浦功率获得了近3 0 n m 的平坦增益谱，并研究了在全光信号再生中的应用1 9 j 。许 多机构对双泵浦f o p a 进行了研究i l l 1 4 j 。b e l l l a b 理论上研究了两波长泵浦的f o p a 的数学模型【1 4 】，希望通过双波长泵浦来获得平坦的增益谱，双波长泵浦的数学模型 比单波长复杂得多，主要是因为涉及到更多的光子相互作用，目前还处于初步的理论 研究。从泵浦功率转化角度来看，单泵浦的主要限制为泵浦效率在放大区域的不均衡， 而双泵浦除了在理论上能提供比单泵浦更宽更平坦的增益，在泵浦效率上具备更大的 优势，p d a i n e s e 等通过数值计算和实验验证得到了8 8 的泵浦效率并提出了几个进 一步提高泵浦效率的难点，如泵浦之间的能量转移、光纤零色散波长的波动导致的相 位非严格匹配以及泵浦光和信号光的偏振模色散降低了f w m 的效率等等1 1 1 1 。此外， 对泵浦及信号光的偏振极性、敏感度对增益影响的研究也取得了一些进展。c h a l m e r u n i v e r s i t yo ft e c h n o l o g y 研究了f o p a 在光时分解复用中的应用。f r a n c h e c o m t e u n i v e r s i t v 研究了多级光纤接联的方法来平坦增益谱1 8 1 。n 兀公司研究了f o p a 的 饱和增益和噪声特征，m i c h i g 孤u n i v e r s i t y 研究了基于f o p a 的波长变换1 1 u 。国内 的北京邮电大学、上海交通大学和北方交通大学等也在起步从事此方面的研究，但现 阶段大多仅限于单波长泵浦的初步理论研究。 光纤参量放大技术的主要输出参数是增益、平坦带宽和噪声指数，平坦带宽太窄， 它的应用范围将受到限制。因此，目前国外的光纤参量放大技术的研究主要还是集中 在参量放大特性方面【5 6 刀，其目标是增加带宽和增加增益谱的平坦度。 1 2 基于光子晶体光纤的参量放大和波长变换的研究意义及进展 随着密集波分复用( d w d m ) 光通信网络技术的快速发展，实际应用对光放大器 提出了越来越高的要求。未来光传送网中的光放大器应具有很大的增益带宽、高的增 益水平和饱和输出功率、多路信号同时放大的能力以及低噪声指数。近年来国内外科 学家纷纷将目光转向基于光纤非线性效应的全光放大技术。光纤o p a 以其高增益、 宽带宽、具有相敏特性、产生闲频带等显著优点在光通信领域引起了人们的关注。 基于光子晶体光纤参量放大器在带宽放大方面有其独特的优势，它可以通过改变 光子晶体光纤零色散点的位置，在光纤的一个较广泛谱线低损耗区进行放大。另外由 于它可以做成相位相关放大裂1 6 j ，对压缩光进行放大，它在量子通信中有独特的应用 前景。与传统光纤相比，合理设计的光子晶体光纤可以达到较大的非线性系数，较小 2 的色散斜率【1 7 1 8 l ，而非线性系数的增加可以增大参量放大器的增益，色散斜率的减小 有利于增大参量放大器的增益带宽，所以可以利用光子晶体光纤来制作高增益宽带参 量放大器。在较低的功率水平下，以皮秒和飞秒脉冲作为泵浦源的参量放大器引起了 人们广泛的兴趣1 1 翻。 2 0 0 1 年，j a ye s h a r p i n g 小组报道了在p c f 中进行的第一个o p a 实验【捌。报道 利用6 w 的峰值泵浦功率，在6 1 m 长的p c f 中，在零色散波长7 5 0 l i m 附近，获得了 相位匹配，参量增益达1 3 d b 。 2 0 0 3 年，美国西北大学r t a n g 等人研制了基于p c f 的参量放大器【1 5 】。实验中 所用p c f 长为1 2 5 m ，在1 5 5 0 n m 附近得到增益斜率为2 0 0 d b 朋饥【i i l ；在带宽约为3 0 i l m 范围内，增益超过2 0 d b ，峰值净增益2 5 4 d b 。 2 0 0 4 年，n iy i 等人采用厄密高斯函数展开的方法研究了p c f 的灵活色散特性 【2 4 1 。在p c f 零色散波长为0 8 5 m 、1 3 3 m ，1 5 5 m 处，对四波混频产生的荧光过 程进行了模拟。模拟结果表明，利用p c f 高非线性和灵活的色散特性可实现在所需 波长上的高效率参量放大。 2 0 0 6 年s w 曲n i t z 等人研究了双零色散波长光子晶体光纤的参量放大特性【2 5 1 ， 它在可见和红外区域的零色散值分别是7 5 0 l l m 和1 5 1 5 衄。他们估算：对于略微小于 第二个零色散波长( 即红外波长) 的泵浦波长，增益谱很宽( 总带宽超过1 4 0 l l m ) 而 且相对平稳。可以预言此种光子晶体光纤在超带宽光纤放大器中的应用将很有前途。 对基于光子晶体光纤的光参量放大器和波长变换器的研制，要想获得进一步的发 展和突破，需要解决以下方面的问题：( 1 ) p c f 的选择和设计。在参量放大器的研制 中，在确保p c f 光纤高非线性的前提下，通过灵活设计光子晶体光纤的结构参数就 可以实现色散控制，得到近零色散超平坦和极低的色散斜率的光子晶体光纤，从而为 光纤参量放大器获得高增益、宽带宽等性能创造必要前提。( 2 ) 由于p c f 跟普通单 模光纤芯径不同，直接融接时损耗很大，为此必须采取新的融接方案降低损耗，增加 注入光子晶体光纤的光功率。光子晶体与半导体激光器、光纤激光器以及普通单模光 纤之问的光耦合问题，这既是一个实际问题，也是一个重要的理论问题，需要很好解 决。 基于光子晶体光纤的参量放大器和波长变换器的研究对w d m 光纤通信系统和 光网络的发展都有重要的理论意义与实用价值。我国正处于经济快速发展时期，通信 事业的发展状况极大的影响我国国民经济的增长水平。宽带参量放大器和波长变换器 的研制对我国下一代光纤通信系统的建立有重要价值。其中宽带参量放大器、波长变 换器均可开发成产品，可以促进光电子技术产业的发展，并将对我国通信事业的发展 3 北京邮lc 1 人学硕i ：学化论丈 第一幸绪论 起一定的推动作用。 1 3 本论文的结构安排 参量放大器和波长变换器可研究的问题很多，本论文主要做了以下的工作： 1 、建立了光纤参量放大和波长变换的理论模型( 本文讨论的波长变换过程基于 四波混频效应，与参量放大过程共用一个理论模型) ，由非线性介质中光的传播方程 导出非线性耦合波方程组，通过求解方程组，分析了光纤参量放大器的增益特性、相 敏特性、带宽特性、以及波长变换器的转换效率和转换带宽，找出泵浦光的功率、光 子晶体光纤的非线性系数和色散等参数对参量放大与波长变换过程的增益和带宽的 影响。 2 、根据光子晶体光纤参量放大器和波长变换器的典型结构，分析了参量过程的 一些关键技术，根据分析结果，设计了实验方案。在固定泵浦光波长的情况下，进行 了基于光子晶体光纤的参量放大器和波长变换的实验，得到并分析了实验结果。 本论文结构如下： 第一章，总结了人们在光纤参量放大与波长变换理论及应用方面所做的研究和取 得的主要进展，展示了其作为高增益宽带宽全光放大器和光网络中波长变换器的潜 力。指出了选择光子晶体光纤作为放大媒质的可行性及优势。 第二章，介绍了光子晶体光纤的类型，分析了光子晶体光纤导光的基本原理，光 子晶体光纤的优良特性，最后介绍了它在光通信中的潜在应用。概述了光子晶体光纤 的三个突出优点：单模传输特性、高非线性效应和可控色散特性。在此基础上，讨论 了光子晶体光纤在有源器件中的应用，同时介绍了它在各应用领域中的优势。 第三章，从光参量过程原理入手，简要介绍了光纤参量放大与波长变换原理。建 立理论模型，通过对其非线性耦合波方程求解，分析了光纤参量放大器的增益特性、 相敏特性、带宽特性、以及波长变换器的转换效率和转换带宽等。找出影响其性能的 关键参数。 第四章，分析了参量过程具体实现中的关键技术，根据分析结果搭建实验系统， 在固定泵浦光波长的情况下，进行了基于光子晶体光纤的参量放大器和波长变换的实 验，得到并分析了实验结果。 4 北京邮电大学硕f 学位论文 第帝绪论 参考文献 1 张帷基于遗传算法的宽带光纤参量放大器优化设计的研究 学位论文 ，上 海交通大学，2 0 0 4 年 2 g p a g r a w a l ， n o n li n e a rf i b e r0 p t i c s ， ( s e c o n de d i t i o n ) ， n e wy o r k ， a c a d e m i cp r e s si n c ， 1 9 9 5 ， c h 2a n dc h 9 3 王智等，“光纤中的参量放大和四波混频过程”，半导体光电，1 9 9 8 年1 2 月 4 王健全顾畹仪，“光纤中非线性效应的研究”，北京邮电大学学报，2 0 0 3 年3 月第1 期 5 m c h o ，m e m a r h i c ，y a k a s a k a ， a n d l g k a z o v s k y ， “f i b e r o p t i c a l p a r a m e t r i ca m p l i f i e ra n dw a v e l e n g t hc o n v e r t e rw i t h2 0 8 n mg a i n b a n d w i d t h ，o f c2 0 0 0 6 l p r o v i n o b r o a d b a n da n df l a tp a r a m e t r i ca m p l i f i e r su s i n gam u l t i s e c t i o n d i s p e r s i o n t a i l o r e dn o n l i n e a rf i b e ra r r a n g e m e n t ”，o f c 2 0 0 3 7 j o n a sh a n s r d ，e t a l “f i b e r b a s e do p t i c a lp a r a m e t r i ca m p li f i e r sa n dt h e i r a p p li c a t i o n s ， i e e ej o u r n a lo fs e l e c t e dt o p i c si nq u a n t u me l e c t r o n i c s ， v 0 1 8 ，n o 3 ， p 5 0 65 2 0 ，m a y j u n e 2 0 0 2 8 m c h o ， k a t s u m i u e s a k a ，m i c h e lm a r h i c ， “2 0 0n m b a n d w i d t hf i b e r0 d t i c a l p a r a m e t r i ca m p l i f i e rc o m b i n i n gp a r a m e t r i ca n dr a m a ng a i n ，j o u r n a lo f l i g h t w a v et e c h n o l o g y ，v 0 1 1 9 ，n o 7 ，p 9 7 7 9 8 l ，j u l y2 0 0 1 9 l p r o v i n o ，e ta l ， “b r o a d b a n da n df l a tp a r a m e t r i c g a i nw i t has i n g l e l o w p o w e rp u m pi nm u lti s e c ti o nf i b e ra r r a n g e m e n t ， t u s 2 ， o f c2 0 0 2 1 0 m o h a m m e dn i s l a ma n do z d a lb o y r a z “f i b e rp a r a m e t r i ca m p l i f i e r sf o r w a v e l e n g t hb a n dc o n v e r s i o n ， i e e ej o u r n a lo fs e l e c t e dt o p i c si nq u a n t u m e l e c t r o n i c s ，v 0 1 8 ，n o 3 ，p 5 2 7 5 3 7 ，m a y j u n e 2 0 0 2 11 p d a i n e s e“b r o a d b a n d8 8 e f f i c i e n tt w o p u m pf i b e ro p t i c a lp a r a m e t r i c a m p l i f i e r ， e c o c2 0 0 3 w e 4p 8 1 2 j o n a sh a n s r d ， p e t e r a a n d r e k s o n ，p o h e d e k v i s t ，e t a 1 “o p t i c a l p a r a m e t r i ca m p li f i e r sa n dt h e i ra p p li c a t i o n s ”， 0 f c 2 0 0 2 ， t u s l 1 3 m c h o ， m e m a r h i c ，y a k a s a k a ， a n dl g k a z o v s k y ，“f i b e r o p t i c a l p a r a m e t r i ca m p l i f i e ra n dw a v e l e n g t hc o n v e r t e rw i t h2 0 8 n mg a i n 5 b a n d w i d t h ”0 f c2 0 0 0 1 4 k e n n e t h k y w o n g ，m i c h e l e m a r h i c ， k a t s u m i u e s a k a 。 e t a l “p o l a r i z a t i o n i n d e p e n d e n t t w o p u m p f i b e r o p t i c a l p a r a m e t r i c a m p li f i e r ”，i e e ep h o t o n i c st e c h n o l o g yl e t t e r s ，v 0 1 1 4 ，n o 7 ，j u l y2 0 0 2 p 9 l l 一9 1 3 1 5 r t a n g ，j l a s r i ，p d e v g a ne ta 1 ，m i c r o s t r u c t u r e f i b r e b a s e do d t i c a l p a r a m e t r i ca m p li f i e rw i t hg a i ns l o p eo f 2 0 0d b w k mi nt h et e l e c o mr a n g e ， e 1 e c t r o n l e t t ，2 0 0 3 ，3 9 ( 2 ) ：1 9 5 1 9 6 1 6 r t a n g ， p d e v g a n ， p l v o s s ， v s g r i g o r y a n ，a n dp k u m a r ， i n 一1i n e f r e q u e n c y n o n d e g e n e r a t e p h a s e s e n s i t i v ef i b e r o p t i c a lp a r a m e t r i c a m p l i f i e r ， i e e ep h o t o n t e c h n 0 1 l e t t ，1 7 ( 9 ) ：1 8 4 5 一1 8 4 7 1 7 w h r e e v e s ，j c k n i g h t ，p s t r u s s e l ，a n dp j r o b e r t s ，d e m o n s t r a t i o n o fu l t r a f l a t t e n e dd i s p e r s i o ni np h o t o n i cc r y s t a lf i b e r s ，0 p t e x p r e s s ， 2 0 0 2 ，1 0 ( 1 4 ) ：6 0 9 6 1 3 1 8 a f e r r a n d o ， e s il v e s t r e ，p a n d r e s ，j j m i r e t ， a n dm v a n d r e s ， d e s i g n i n gt h ep r o p e r t i e so fd i s p e r s i o n f l a t t e n e dp h o t o n i cc r y s t a lf i b e r s ， o p t e x p r e s s ，2 0 0 1 ， 9 ：6 8 7 6 9 7 1 9 j d h a r v e y ，r l e o n h a r d t ，k g l w o n g ，j c k n i g h t ，w j w a d s w o r t h ， a n dp s t r u s s u l ， s c a l a rm o d u l a t i o n a l i n s t a b i l i t yi nt h en o r m a l d i s p e r s i o nr e g i m eu s i n gap c f ，o p t l e t t ，2 0 0 3 ，2 8 ( 1 2 ) ：2 2 2 5 2 2 2 7 2 0 j e s h a r p i n g ， m f i o r e n ti n o ，p k u m a r ， a n dr s w i n d e l e r ，0 p ti c a l p a r a m e t r i co s c il l a t o rb a s e do nf o u r w a v em i x i n gi nm i c r o s t r u c t u r ef i b e r ， 0 p t l e t t ，2 0 0 2 ， 2 7 ( 1 9 ) ：1 6 7 5 一1 6 7 7 2 1 j l a s r i ， p d e v g a n ， r t a n g ，j e s h a r p i n g ， a n dp k u m a r ， a m i c r o s t r u c t u r e f i b e r b a s e d ， 1 0 一g h z s y n c h r o n i z e d ，t u n a b l eo d ti c a l p a r a m e t r i co s c i1l a t o ri nt h e1 5 5 0 一n mr e g i m e ，i e e ep h o t o n t e c h n 0 1 l e t t ， 2 0 0 3 ，1 5 ( 8 ) ：1 0 5 8 一1 0 6 0 2 2 y d e n g ，q l i n ，f l u ，g p a g r a w a l ，a n dw h k n o x ，b r o a d l yt u n a b l e f e m t o s e c o n dp a r a m e t r i co s c il l a t o ru s i n gap h o t o n i cc r y s t a lf i b e r ， 0 p t l e t t ，2 0 0 5 ，3 0 ( 1 0 ) ：1 2 3 4 一1 2 3 6 2 3 j a ye s h a r p i n g ，m a r c of i o r e n t i n o ，a y o d e j ic o k e re ta 1 ，f o u r w a v em i x i n g i nm i c r o s t r u c t u r ef i b e r o p t i c sl e t t e r s ， 2 0 0 l ，2 6 ( 1 4 ) ：1 0 4 8 1 0 5 0 6 北京邮f 【1 人学硕i ? 学位论文第一章绪论 2 4 n iy i ，w a n gq i n g ， z h a n gl e ie ta 1 ，e n t a n g l e dp h o t o n p a i rs o u r c eb a s e d o np h o t o n i cc r y s t a lf i b e r ，o p t i c sc o m m u n i c a t i o n s ， 2 0 0 4 ， 2 3 8 ：4 5 4 9 2 5 s w a b n i t z ，b r o a d b a n dp a r a m e t r i ca m p li f i c a t i o ni np h o t o n i cc r y s t a lf i b e r s w i t ht w oz e r o d i s p e r s i o nw a v e l e n g t h s ， j l i g h t