在光的非线性传播过程中,增加泵浦光的强度及光和物质的互作用长度是获得较高的频率转换效率的主要途径。为了在缩小光器件尺寸实现高密度光集成的前提下获得较高的频率转换效率,则是本文研究的主要目的。 本文从理论和实验两方面研究了具有光学质量的亚微米直径光纤的设计和制备方法及其作为亚微米直径光波导应用的可能性。主要内容包括:亚微米直径拉锥光纤传输特性的理论计算,高质量亚微米直径拉锥光纤的制备,亚微米拉锥光纤中的非线性实验现象,亚微米拉锥光纤的应用前景设想。在氧化硅各种材料特性部分,我们列举了其热力学与热特性、机械特性、光学特性、化学稳定性等特性。在拉锥光纤的制备方面,我们提出并使用自制的条形电加热炉拉制方法成功拉制出了相对较长且连续不断的,直径可小至650nm的光纤,其光损耗为0.1dB/cm左右。同时,为了观察其中的受激拉曼散射过程,我们以锁模皮秒激光器输出的532nm激光作为泵浦光源输入制备所得亚微米光纤,结果我们仅用1.5微瓦的激光平均功率就在长度为12cm的亚微米光纤中成功的观测到受激拉曼散射等其他非线性光学现象。最后我们对亚微米直径拉锥光纤的应用前景提出了设想。 本文意义在于:使用这种拉锥光纤作为光波导,可以使低损耗光波导的直径从目前的波长量级到亚波长量级的突破。以这种拉锥光纤制作的微光子学器件将极大限度的缩小器件尺寸,使其在高密度光集成、光通信和光传感等方面具有潜在的应用价值。