初始啁啾对高斯脉冲形成光孤子的影响

本文通过解薛定谔方程分别研究了线性光纤中色散导致具有初始频率啁啾的高斯脉冲展宽的详细物理过程和非线性光纤中自相位调制导致光脉冲频谱展宽的详细物理过程 ,得到高斯脉冲在光纤中群速度色散所导致的频率啁啾在反常色散区是下啁啾 (负啁啾 ) ,与脉宽的关系是线性的 ,自相位调制所产生的频率啁啾是上啁啾 (正啁啾 ) ,在脉冲的中心部分近似为线性 ,当CPβ2 <0时 ,脉冲有一个初始窄化的阶段等结论。最后用计算机模拟光孤子传输估算出形成孤子的初始啁啾范围值。     

飞秒脉冲光参量中的色散和高阶非线性效应研究

通过数值模拟超强超短激光脉冲泵浦下的MgO:LiNbO3晶体的光参量放大过程,讨论了群速度色散和高阶非线性效应对能量转换效率和脉冲波形的影响。结果表明,群速度色散会使泵浦光脉宽增加,功率密度降低;同时,大功率泵浦下高阶非线性效应的影响不可忽略,它会进一步减小能量转换效率,还会使信号光的频谱展宽。为了提高单位晶体长度的参量放大增益,可以通过引入初始啁啾来抵消群速度色散的影响。     

色散和高阶非线性对飞秒光参变放大的影响

群速度色散和高阶非线性效应是影响超强超短脉冲抽运下光参变放大能量转换效率的重要因素.为了提高光参变放大的能量转换效率,采用理论分析和数值计算的方法,模拟超强超短激光脉冲抽运下MgO:LiNbO3晶体中的光参变放大过程,得到了不同抽运功率密度、不同群速度色散条件下光参变放大的能量转换效率曲线,并且讨论了高阶非线性效应对和脉冲时间波形和频谱的影响.结果表明,群速度色散会使抽运光脉宽增加,功率密度降低;大功率密度抽运下高阶非线性效应的影响不可忽略,它会进一步减小能量转换效率,还会使信号光的频谱展宽,为了提高单位晶体长度的参变放大增益,可以通过引入初始啁啾来抵消群速度色散的影响.     

采用啁啾光纤光栅补偿带啁啾的超高斯脉冲在光纤中传输的色散

利用啁啾光纤光栅，对带啁啾的超高斯脉冲的色散补偿特性进行了理论分析和数值模拟。数值模拟结果表明，光脉冲在普通单模光纤中传输了一定距离后，由于色散的作用，脉冲发生展宽，超高斯脉冲比高斯脉冲展得更宽。若初始脉冲含有啁啾，展宽后的脉冲还出现小调制。用啁啾光纤光栅进行色散补偿后，高斯型脉冲能够较好的恢复初始脉冲形状，带啁啾的超高斯脉冲的脉宽可恢复到接近初始脉冲的宽度，但脉冲形状发生了畸变，并出现了旁瓣，脉冲峰值功率与超高斯脉冲阶数和啁啾参数有关。     

色散管理 WDM 系统中简并 FWM 噪声的研究

在入射脉冲为啁啾高斯脉冲条件下,考虑到各信道内比特序列初始相位和比特模式的随机性,建立了啁啾高斯脉冲色散管理波分复用系统中的简并四波混频噪声的半解析理论计算模型。并详细推导了啁啾高斯脉冲在色散管理光纤链路中的脉冲振幅表达式。色散图由两段群速度色散绝对值大小相等、符号相反且长度可变的光纤构成。通过对此模型仿真计算得到：脉冲特征宽度对 FWM 噪声标准差的影响比较明显,FWM 噪声标准差值随脉冲特征宽度的增加而增加;当脉冲特征宽度较小时,啁啾参数值对 FWM 效应产生较大的影响,优化啁啾参数值可进一步降低 FWM 噪声标准差值;优化的色散管理方案可以使得噪声标准差有较小的值;对局部群速度色散系数绝对值进行优化,可得到较小噪声标准差值。     

啁啾高斯脉冲在光纤中传输的脉冲展宽研究

通过求解非线性薛定谔方程,研究了线性光纤中色散导致的具有初始频率啁啾的高斯脉冲展宽的详细物理过程。得到高斯脉冲在光纤中色散所致的脉冲展宽的特性,啁啾因子对脉冲展宽的影响,并讨论了光纤色散对不同宽度脉）中的影响,对色散补偿等技术的研究具有一定的参考价值。     

频率啁啾高斯光脉冲在线性色散光纤中的传播

研究了线性光纤中色散导致初始频率啁啾的高斯光脉冲展宽的详细物理过程。     

色散缓变光纤中的脉冲宽度研究

计算了高斯型脉冲宽度在色散缓变光纤中的传播特性和初始啁啾对脉宽演变的影响。讨论发现与单模光纤相比，色散缓变光纤中脉冲展宽较慢，并能有效抑制脉冲展宽；初始啁啾对脉宽有较大影响，初始啁啾参量C过大会造成脉冲严重展宽。     

单模光纤中高斯脉冲无啁啾稳定传输

在分析单模光纤群速度色散(GVD)效应和自相位调制(SPM)效应相互作用的基础上,导出GVD和SPM共同作用引起的啁啾表达式,全面分析了色散长度L_D、非线性长度L_(NL)与啁啾变化的关系。结果表明:随着L_D/L_(NL)的不同,啁啾特性有着显著变化,当N=L_D/L_(NL)=1,即实现了单模光纤中群速度色散效应与非线性效应相互作用所致啁啾的最佳匹配,通过控制脉冲输入功率,可望实现高斯光脉冲无啁啾的稳定传输。     

初始频率啁啾的高斯光脉冲在线性色散光纤中的传播

研究了线性光纤中色散导致初始频率啁啾的高斯光脉冲展宽的详细物理过程,以此为光纤中光孤子产生的物理过程做准备。     

色散渐减光纤环形镜的一种改进方法

提出了一种由常规光纤和色散渐减光纤构成的新的非线性光纤环形镜(NOLM)。研究了该结构的动力学特性，并与色散渐减光纤(DDF)构成的环形镜进行了比较。数值结果表明，该类型光纤环形镜能产生无基座高品质超短光脉冲，压缩脉冲的啁啾小，在脉冲中心处呈线性，而且获得的脉冲能在无损耗的常规光纤中长距离稳定传输。压缩脉冲的压缩因子和基座能量与输入脉冲的初始脉宽和峰值功率有关，当输入脉冲的宽度增加时，所需的光纤长度变长，压缩因子和基座能量有所下降；当输入功率增加时，所需光纤长度变短，压缩因子和基座能量增加。研究结果还显示，在较大的输入脉冲峰值功率范围内，当脉冲获得最佳压缩时，与色散渐减光纤环形镜相比，新的光纤环形镜所用光纤长度短，压缩因子高。     

基于光子晶体光纤的高斯脉冲光谱压缩数值研究

为了获得高质量的窄线宽光脉冲,采用单模光纤和光子晶体光纤相结合的光谱压缩技术,通过分步傅里叶变换方法求解非线性薛定谔方程,数值模拟了1550nm波段高斯脉冲光谱压缩过程。结果表明,当初始脉冲的脉宽、峰值功率及所采用光子晶体光纤的参量一定时,光谱压缩存在一最佳光子晶体光纤长度;且初始光脉冲的峰值功率越大,所采用光子晶体光纤的非线性系数越大,所需光子晶体光纤最佳长度越短,所得谱压缩比越大;利用最佳长度为4.152m的光子晶体光纤对峰值功率为110W、初始脉宽为0.65ps的高斯脉冲进行光谱压缩时,可得谱压缩比为3.47的最佳谱压缩光脉冲;脉冲形状对光谱压缩产生一定的影响,高斯脉冲较超高斯脉冲光谱压缩效果更好。该研究结果对研制窄线宽、超短脉冲光纤激光器具有指导意义。     

超短强激光作用下的CsLiB6O10晶体的光参量放大理论分析

对超短强激光抽运波长为355nm，脉冲宽度为10ps的CsLiB6O10。光参量放大器(OPA)的最佳晶体长度、能量转换效率和输出信号光脉宽进行了理论分析和数值模拟。得到了在IP(0)=300MW／cm^2，Is(0)=5MW／cm^2，Ii(0)=0的情况下，最佳晶体长度为27．0mm。随着抽运功率和信号光功率增大时，CsLiB6O10晶体作为光参量放大器的非线性晶体时，其作用的晶体长度变得更短。高转换效率的信号光输出取决于抽运光和初始信号光的强度及晶体长度的最佳优化值。     

利用相位和强度调制器产生高消光比超短光脉冲

提出了一种产生高消光比超短光脉冲的新方法.利用相位调制器调制连续光生成啾啁光,而后利用M-Z强度调制器的倍频调制抑制对压缩不利的啁啾部分的影响,再通过等效啁啾光纤光栅进行压缩产生光脉冲.理论和仿真结果表明,该方法可以很好地消除光脉冲的基底及减小旁辦,产生消光比大于30 dB、波形理想的光脉冲,具有很强的可实现性.最后利用实际制作的色散系数为-380 ps/nm的等效啁啾光纤光栅对该方法进行了实验验证,结果表明,在重复频率为2.5 GHz、相位调制系数为9时,可产生脉宽小于18 ps的高质量光脉冲.     

负色散镜的设计、制备及在掺钛蓝宝石激光谐振腔内的使用

根据钛宝石激光器的要求设计了性能优良的两种负色散镜(NDM1和NDM2)。NDM1同时引入啁啾效应和G-T效应产生大的群延迟色散量以减少光在负色散镜上的反射次数。NDM2仅引入G-T效应产生较小的群延迟色散以补偿腔内自相位调制带来的部分啁啾。选用离子束溅射法制备了这两种负色散镜。用分光光度计测试了它们的透射率。结果表明,所制备的负色散镜的性能与设计性能非常接近。使用这两种负色散镜进行掺钛蓝宝石激光谐振腔内色散补偿实现了飞秒脉冲锁模,获得了15 fs的超短脉冲。     

一种用于UWB系统的高斯脉冲发生器

提出了一种新型的用于超宽带系统的高斯脉冲发生器.该脉冲发生器采用阶跃恢复二极管,结构简单,且易于实现.电路中加入一个放大器,以便阻止反射波对阶跃恢复二极管的影响,较好地抑制了脉冲尾部的波动,并使用共面波导实现.该极窄高斯脉冲的脉宽仅为300ps,且有很好的对称性.     

掺镱光纤放大器中脉冲自相似演化特性分析

为了研究自相似演化对于高功率超短脉冲系统产生的影响,采用非线性薛定谔方程,对掺镱光纤放大器中自相似解进行了理论分析,得到初始脉冲、脉冲宽度、增益系数、增益色散等参量变化时对其自相似演化产生不同的影响.结果表明,初始脉宽不同时,只有其初始色散长度和光纤长度相接近时,才可以实现脉冲自相似的演化;初始输入脉冲不同时均能演化成抛物线形,但是演化的进程不同;大的增益系数可以获得高功率、宽频谱的自相似脉冲;增益色散对自相似放大起滤波作用.研究结果对设计自相似脉冲放大器具有一定的借鉴价值.     

全光纤结构超短脉冲超连续谱的产生及其特性研究

超连续光谱以其光谱范围宽、平坦度好、空间相干度高和可实现的较高功率,被广泛应用于相干成像技术、光谱分析、干涉测量等诸多领域.理论上超连续光谱可由超短脉冲通过高非线性介质来实现,期间伴随着自相位调制(SPM)、受激拉曼散射(SRS)、四波混频效应(FWM).随着光纤技术的发展,利用峰值功率高、光光转换效率高、体积小、结构紧凑的掺Yb超短脉冲光纤激光器作为泵浦源,高非线性的光子晶体光纤作为非线性介质来产生超连续光谱.采用主振荡功率放大结构(MOPA),自行搭建了全光纤锁模脉冲放大器,并通过熔接的方式将其耦合进入长为10 m、零色散点为1 040 nm的光子晶体光纤,在对熔接过程中放电时间、放电间隔、熔接损耗等参数进行优化后,获得了8.14 W的超连续光谱.     

基于DDF的光脉冲绝热压缩和高阶孤子压缩

采用分步傅里叶数值计算方法研究了不同光纤长度、不同色散剖面曲线的色散渐减光纤(DDF)中光脉冲压缩的规律,最后以线性DDF为例,研究了光纤长度和孤子阶数对DDF中高阶孤子压缩性能的影响.数值计算结果表明,基于DDF的光脉冲压缩可以获得低脉座和无频率啁啾的高质量超短光脉冲.特别地给出了光纤长度和色散剖面对脉冲压缩性能如压缩比、峰值功率和脉座等的影响,对DDF光脉冲压缩有实际的指导意义.     

Pulse-width compression based on photonic crystal fiber

Since the first PCF was fabricated in 1996 ,PCF hasattractedthe significant attention due toits unique char-acteristics . One of the highlights is that ,according tothe flexibility of conveniently changing the core area ofPCF,a smaller mode-field area can…