非线性光纤光学在全光信号处理领域快速发展,比如光信号的再生、波长的转换、信号的复用和解复用等。光纤中的超连续谱的产生可以用于非线性光谱学、光纤传感、光频率计量学,还可以作为多信道通信光源。然而,由于传统光纤通信窗口的局限性,限制了其在中红外区域诸如军事、医学和生物学等方面的进一步应用,在这种背景下,需要寻找中红外区域超宽透明性和高非线性的可替代材料。本文研究了硫系光子晶体光纤的色散和非线性效应,并给出了最优的光纤结构参数,获得了中红外区域谱宽最大的超连续谱输出;对比分析了硫系光纤和石英光纤基于四波混频的波长变换效率。硫系玻璃的传输窗口可以从可见光区域一直延伸到14μm附近的中红外区域,其非线性折射率可以达到普通石英光纤的1000倍,甚至更大;并且具有飞秒量级快速响应时间,远远高于半导体激光器和饱和吸收体。此外,硫系光子晶体光纤还具有“无截止”单模特性和灵活可调的色散特性。为了获得中红外区域谱宽最大的超连续谱输出,论文详细分析了2 3As Se光子晶体光纤的结构参数对光纤中非线性效应和色散特性的影响。通过优化光纤结构参量,获得了零色散波长位于2.5μm的色散曲线;扩展了由四波混频效应产生的斯托克斯波在长波方向上的波长;分析了在保持高非线性特性和低损耗的前提下,使光纤工作在“无截止”单模状态的条件。综合考虑,确定了超连续谱输出谱宽最大时的光纤结构参数。通过数值仿真,验证了上述结论,并结合超连续谱时域和频域演化图,阐述了硫系光纤中超连续谱的形成过程。分析比较了常用通信波长附近硫系光纤与普通石英光纤中基于四波混频的波长转换效率,指出信号波长在光纤零色散波长的长波方向上,波长转换可调谐带宽最大。在相同条件下,硫系光纤中波长转换效率高于石英光纤;给出了硫系光纤和普通光纤中能量流动对比图;最后演示了重复频率为1GHz和20GHz脉冲信号的四波混频效应动态变化过程。