[发明专利]一种三次谐波转换的方法及系统

说明书

本申请公开了一种三次谐波转换的方法，所述方法包括：通过本征方程计算得到第一光纤直径，并根据第一光纤直径及入射泵浦功率得到预估等效非线性传输常数失配量；根据预估等效非线性传输常数失配量修正第一光纤直径得到第二光纤直径以便根据第二光纤直径制造光纤；判断利用光纤生成的三次谐波的光功率是否为极大值；若否，则根据光纤长度、粗糙度与损耗系数调节入射泵浦功率直至光功率达到极大值；基于光纤和调节后的入射泵浦功率进行三次谐波转换。该方法能够精确地提升三次谐波转换效率，降低由于光纤尺寸、粗糙度等问题带来的误差；本申请还公开了一种三次谐波转换的系统、一种计算机可读存储设备及一种三次谐波转换器，具有以上有益效果。

技术领域

本发明涉及光学领域，特别涉及一种三次谐波转换的方法、系统、一种计算机可读存储介质和一种三次谐波转换器。

背景技术

由于增益介质的限制，激光器并不能实现任意波段的激光输出，非线性光学频率转换是扩展激光波段的有效方法。光纤中的三次谐波现象很早就引起研究者的兴趣。1983年研究人员在具有椭圆纤芯的光纤中观察到三次谐波产生。随后人们在具有不同掺杂材料(如锗、铒或氮)的各种玻璃光纤中研究了这种现象。随着微纳光纤的发展，研究人员发现通过不同模式之间相位匹配的方法，可以显著提高三次谐波的转换效率。

现有技术中，SPM(Self-phase Modulation，非线性自相位调制效应)和XPM(Cross-phase Modulation，交叉相位调制效应)效应均通过调整光纤直径的设计值进行预补偿。实际上，SPM和XPM效应引起的相位失调量依赖于光纤直径、泵浦光功率和三次谐波功率等多个因素，也会随相互作用距离发生动态的变化，因此，仅根据某一特定估计量来预设光纤直径存在较大的原理误差。另外，尽管从理论上讲，通过迭代计算可设计出近似满足总体相位匹配条件的光纤直径，实际中经绝热拉伸而成的微纳光纤不可避免地存在一定的表面粗糙度，使纤体的直径与设计值有细微偏差，从而破坏相位匹配条件。再者，光纤拉制完成后，其直径就不可变动，在实际应用时若泵浦光功率、光纤长度等相关的参数有变化，也无法再对SPM和XPM做出相应的干预，缺乏灵活性。现有技术中，通常通过改变光纤直径进行三次谐波转换，但是由于制造工艺的问题，在光纤制作的过程中光纤的实际直径与理论直径之间，总会存在一定的偏差，且光纤表面会存在一定的粗糙度影响三次谐波转换效果。

因此，如何精确地提升三次谐波转换效率，降低由于光纤尺寸、粗糙度等问题带来的误差是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的是提供一种三次谐波转换的方法、系统、一种计算机存储介质及一种三次谐波转换器，能够精确地提升三次谐波转换效率，降低由于光纤尺寸、粗糙度等问题带来的误差。

为解决上述技术问题，本申请提供一种三次谐波转换的方法，该方法包括：

通过本征方程计算得到第一光纤直径，并根据所述第一光纤直径及入射泵浦功率得到预估等效非线性传输常数失配量；

根据所述预估等效非线性传输常数失配量修正所述第一光纤直径得到第二光纤直径以便根据所述第二光纤直径制造光纤；

判断利用所述光纤生成的三次谐波的光功率是否为极大值；若否，则根据所述光纤的长度、粗糙度与损耗系数调节所述入射泵浦功率直至所述光功率达到极大值；

基于所述光纤和调节后的所述入射泵浦功率进行三次谐波转换操作。

可选的，根据所述第一光纤直径及入射泵浦功率得到预估等效非线性传输常数失配量包括：