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与传统光纤相比,光子晶体光纤(photonic crystal fiber, PCF)灵活设计的结构和特殊的导光机制,使其具有许多引人注目的特性,如无截止单模特性、可控的色散特性、极强的非线性效应及高双折射特性等。因此,PCF在非线性光学、光纤通信和光纤传感等领域都有着广泛的应用前景,是目前国内外的研究热点之一。本论文的工作集中在飞秒光脉冲在PCF中的非线性传输特性方面,研究了利用PCF实现飞秒脉冲的光谱压缩以及超连续谱的产生,主要内容如下：1.介绍了PCF的概念、导光原理以及制作方法,阐述了PCF的优良光学特性,并讨论了PCF光学非线性的应用领域。2.根据麦克斯韦方程组推导了超短光脉冲在PCF中传输的广义非线性薛定谔方程,并分析了数值求解该方程的预测校正的对称分布傅立叶算法。基于该算法,运用Matlab语言编写了模拟光脉冲在PCF中传输的相关程序。另外,对超短光脉冲在PCF中传输过程中所涉及到的几种非线性效应进行了简单的分析。3.基于广义非线性薛定谔方程,利用预测校正傅立叶方法数值模拟了波长为1550 nm的无初始啁啾飞秒光脉冲在PCF反常色散区中的非线性传输特性,提出了一种飞秒光脉冲谱宽压缩的新方法,数值分析了初始超短光脉冲的峰值功率、中心波长以及光纤长度等参数对谱宽压缩的影响,并讨论了产生谱宽压缩的机制。4.利用广义非线性薛定谔方程,数值模拟了飞秒光脉冲在高非线性PCF中超连续谱的产生,系统地讨论了脉冲初始参数,具体包括中心波长、峰值功率、和初始啁啾,以及光纤长度对超连续谱形状和带宽的影响。5.采用矢量耦合非线性薛定谔方程,数值模拟了中心波长为1550 nm的超短光脉冲在双折射PCF中超连续谱的产生及其偏振特性,讨论了超短光脉冲在三种不同色散特性的双折射PCF中传输时,高阶色散和非线性效应对脉冲的波形、光谱展宽以及光谱偏振特性的影响。