研究目的
研究纳米光子半导体波导中高阶孤子分裂的物理起源,重点关注非线性损耗和自由载流子色散的作用。
研究成果
该研究得出结论:非线性损耗是线波导中的主要扰动因素,而自由载流子色散在光子晶体波导中占主导地位。这些发现揭示了半导体波导中孤子分裂的动力学机制,强调了在设计集成超连续谱光源时需同时考虑非线性损耗与自由载流子效应的重要性。
研究不足
该研究仅限于特定的波导几何结构和脉冲参数。自由载流子色散和非线性损耗的影响在不同条件下可能有所变化。模拟中假设某些参数(如波导宽度)为自由参数以匹配实验数据,这可能无法涵盖所有实际变化。
1:实验设计与方法选择:
本研究通过实验与模拟探究硅波导和InGaP波导中的孤子分裂现象。理论模型采用非线性薛定谔方程(NLSE)及广义非线性薛定谔方程(GNLSE),以考虑非线性损耗、自由载流子色散等扰动因素。
2:样本选择与数据来源:
使用绝缘体上硅线波导和InGaP光子晶体波导。输入脉冲脉宽分别为165飞秒和2.2皮秒,中心波长为1556纳米和1553纳米。
3:2皮秒,中心波长为1556纳米和1553纳米。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:包括钛宝石激光器、光谱分析仪及用于光耦合的显微物镜。
4:实验流程与操作步骤:
将脉冲注入波导并测量输出光谱,通过模拟建模脉冲传播过程并与实验结果对比。
5:数据分析方法:
通过比较实验光谱与GNLSE计算结果,重点分析不同扰动对孤子分裂的影响。
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