[发明专利]一种基于光子晶体光纤四波混频效应的全光波长转换器

权利要求书

1.一种基于光子晶体光纤四波混频效应的全光波长转换器，其特征在于：由激光器、光子晶体光纤和光学滤波器组成，激光器为输出脉宽在几十皮秒量级以上的长脉冲激光器或连续激光器，输出泵浦光，同时提供转换波长；光子晶体光纤接收并传输上述激光器的输出光，激光束在光子晶体光纤中传输时产生简并的四波混频效应；从光子晶体光纤输出的激光束，通过中心波长为λ和合适带宽的窄带光学滤波器，即可获得波长为λ的激光束。

2.根据权利要求1所述的基于光子晶体光纤四波混频效应的全光波长转换器，其特征在于：设计光子晶体光纤的结构参数，能使四波混频效应产生的参量波长为要转换产生的波长为λ激光束。

3. 根据权利要求1所述的基于光子晶体光纤四波混频效应的全光波长转换器，其特征在于：所述光子晶体光纤的结构参数包括空气孔的大小和空间距；所述四波混频效应产生的参量波长为信号光或者空闲光。

4. 根据权利要求1所述的基于光子晶体光纤四波混频效应的全光波长转换器，其特征在于：所述四波混频效应转换产生波长为λ的激光束，光子晶体光纤结构参数的设计过程如下：首先，采用基于多极法的CUDOS软件或者基于有限元法的COMSOL软件，计算参考光子晶体光纤中导模的传播常数β，进而可以计算泵浦波长λ_p处的各阶色散系数β_m；然后将色散系数β_m代入简并四波混频效应的相位匹配条件^[1]： 

                  (1)

式中Ω_s=ω_s-ω_p为信号光频率ω_s相对于泵浦光ω_p的频移，γ为光纤的非线性系数，P₀为泵浦脉冲的峰值功率；数值求解方程(1)检验产生的信号光或者空闲光是否为需要转换产生的激光束λ；如果不是要产生的激光束λ，那么结合光子晶体光纤灵活可调的色散特性，在参考光纤的基础上调整其结构参数，直到获得能够产生波长为λ激光束的光子晶体光纤结构参数为止。