单模光纤正常色散区啁啾演变研究

对单模光纤正常色散区，群速度色散所致啁啾、自相位调制所致啁啾以及两者共同作用所致啁啾的演变过程进行了研究。利用傅里叶变换法获得群速度色散所致啁啾、自相位调制所致啁啾的解析解，采用数值法得到了群速度色散效应与自相位调制效应共同起作用时，啁啾演变过程。由啁啾演变结果可得，在正常色散区可形成暗孤子，也可实现对皮秒脉冲压缩。     

色散阶变光纤中啁啾演变的研究

给出了色散阶变光纤中群速度色散效应导致的啁啾表达式，采用数值方法模拟了该光纤中的啁啾演变过程。研究结果表明：色散阶变光纤中的啁啾以色散缓变光纤中啁啾为中心跳跃式变化，逐渐与色散缓变光纤中啁啾重合，且比常规光纤中的啁啾小。     

损耗和啁啾对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响

在计及光纤损耗的前提下,近似求解非线性薛定谔方程,分析了单模光纤的负群速度色散区群速度色散(GVD)和自相位调制(SPM)对啁啾脉冲的作用,定量计算光纤损耗和初始正啁啾对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响。结果表明,初始正啁啾改善了损耗对压缩参量的不良影响,遏制了最佳光纤长度的增加。若选取适当的光纤长度和初始峰值功率,可以实现正啁啾脉冲在单模光纤中的有效压缩。     

五阶非线性下双脉冲相移和啁啾的解析研究

从光纤中扩展的耦合非线性薛定谔方程组出发,在同时考虑五阶非线性、脉冲间群速度失配和初始时延的情况下,忽略光纤色散效应,导出了载频不同的两高斯脉冲由于交叉相位调制所致的非线性相移和频率啁啾的解析公式.结果表明,与只有三阶非线性的情况相比,三五阶非线性的共同存在会使脉冲间群速度失配,且初始时延对脉冲的非线性相移和频率啁啾会产生更为综合和复杂的影响.该研究在光开关器件和频率转换等方面有一定的指导意义.     

具有饱和非线性的非克尔光纤中自相位调制效应所致啁啾

在考虑光纤损耗下,从理论上推导出具有饱和非线性的非克尔光纤中自相位调制效应产生啁啾的解析表达式;并在计算机上模拟了光纤中啁啾的演变过程。结果表明,非克尔光纤中的饱和效应越强,自相位效应所产生的啁啾越小;随着光纤传输,啁啾不断增大;而且啁啾与光纤损耗、入射脉冲的峰值功率等因素有关。     

单模光纤反常色散区零色散波长附近的啁啾演变

当单模光纤的反常色散区二阶，三阶色散同时存在时，首次推出了群速度色散致啁啾的解析表达式，并讨论了啁啾演变过程。利用数值方法，模拟了零色散波长附近群速度色散效应与自相位调制效应共同作用时啁啾的演变。结果表明，三阶色散会导致脉冲铅的畸变。     

饱和非克尔光纤反常色散区中啁啾演变之研究

在考虑光纤损耗的情况下,从理论上推导出饱和非克尔光纤中自相位调制效应产生啁啾的解析表达式。利用数值方法计算了饱和非克尔光纤反常色散区中啁啾演变过程。研究结果表明：饱和非克尔光纤中的啁啾与饱和参数、初始啁啾有关;饱和非线性效应越强,啁啾越小;适当选择初始啁啾,会使饱和非克尔光纤中净啁啾等于零。     

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朦胧（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LD、非线性长度LNL与啁啾变化的关系。结果表明：随着LD/LNL的不同，啁啾特性有着显著变化，当N=LD/LNL=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。     

皮秒正啁啾脉冲的孤子效应压缩

在近似求解非线性薛定谔方程、分析单模光纤负群速度色散区群速度色散和自相位调制效应所致频率啁啾对入纤正啁啾脉冲的调制压缩机理的基础上，定量计算了在光纤负色散区损耗对初始正啁啾皮秒脉冲孤子效应压缩的影响．结果表明：初始正啁啾改善了损耗对压缩参量的不良影响，遏制了最佳光纤长度的增加，增强了压缩效果，提高了压缩质量．选取适当的光纤长度和初始峰值功率，可望实现光学脉冲在单模光纤中的有效压缩．     

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。     

Transmission performance of chirp-controlled signal by usingsemiconductor optical amplifier

We examine the fiber transmission performance of the optical signal whose chirp is controlled by utilizing phase modulation in semiconductor optical amplifier (SOA) with both simulations and experiments. This chirp control technique converts a positive chirp created by electroabsorption (EA) modulator into negative chirp, which reduces the waveform degradation due to the chromatic dispersion in transmission over standard single-mode fiber (SMF). It also provides an optical gain that is sufficient to compensate the insertion loss of the EA modulator. We investigate how the chirp control is affected by the input power to the SOA and the carrier lifetime of the SOA. As the SOA input power increases, the negative chirp becomes large, while the waveform is largely distorted due to gain saturation. However, the waveform distortion at high SOA input powers can be shaped by using a frequency discriminator. The acceleration of the carrier lifetime also reduces the waveform distortion due to gain saturation. We demonstrate that the chirp control technique is effective even for a high bit rate optical signal up to 10 Gb/s, when the carrier lifetime is expedited by optical pumping     

光栅参数对线性啁啾光纤光栅偏振特性的影响

研究了单模线性啁啾光纤光栅的偏振相关损耗特性。运用耦合模理论和传输矩阵分析法推出了反射光的偏振相关损耗,并模拟了光栅的反射谱和偏振相关损耗随光栅参数和双折射量的变化曲线。模拟显示双折射值的变化对啁啾光栅偏振相关损耗的影响非常显著, 尤其是在带边比较陡峭时。啁啾光栅的偏振相关损耗也受光栅的啁啾系数和调制深度的影响。这表明线性啁啾光栅的偏振相关损耗不光依赖光栅双折射量,还依赖其啁啾系数等其他参数。实验结果与理论模拟基本吻合。     

初始啁啾和光纤损耗对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响

运用分步傅立叶方法数值模拟了皮秒脉冲在单模光纤中的传输 ,计算和分析了初始啁啾和光纤损耗对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响。结果表明 ,两者对具有一定峰值功率的脉冲孤子效应压缩的影响具有互补性 ,即两者对脉冲压缩的作用相反。进一步研究表明 ,对在损耗光纤中传输的皮秒脉冲 ,如果给其加适当大小的初始啁啾将得到很好的压缩效果     

Demonstration of down-chirped and chirp-free pulses fromhigh-repetition-rate passively mode-locked lasers

Knowledge and control of the chirp parameters of semiconductor lasers is a prerequisite to obtaining transform-limited pulses and/or to compensate for group velocity dispersion in fiber. Here, we report measurements of the sign and magnitude of chirp in high-repetition-rate mode-locked semiconductor lasers. The chirp of these monolithic lasers is measured in the frequency domain, using filtering and cross-correlation techniques. For different injection currents, a range of different chirp values is measured, including strongly down-chirped pulses at higher injection currents and transform-limited pulses to slightly up-chirped pulses at lower injection currents. The pulse chirp and the resulting broadening are due to the algebraic addition of opposite-signed chirps due to saturation of the absorption section and the gain section. These may cancel each other under some conditions, leading to a soliton-like transform-limited pulse     

光子晶体光纤中群速度失配对脉冲俘获的影响

基于耦合非线性薛定谔方程,研究了超短脉冲在光子晶体光纤中传输时的俘获特性,得到了群速度失配的大小对脉冲俘获率的影响规律.研究表明,随着群速度失配量值的减小,俘获率将逐渐增大,群速度失配量值在10-6～10-7(fs/nm)数量级之间时,俘获率变化较快,但当群速度失配的大小减小到10-8(fs/nm)数量级后,俘获率变化缓慢,并趋近于最大俘获率值.     

10GHz ps光孤子在G652光纤中的绝热传输实验

利用二次谐波频率分辨光学门(FROG)脉冲分析仪,实验研究了一阶啁啾ps光孤子在普通单模光纤(SMF)中长距离绝热传输时脉冲波形、脉宽和啁啾的变化规律。实验结果表明,在色散较大的标准SMF中,一阶啁啾孤子的稳定传输长度超过1000个色散长度,即很好地保持双曲正割波形不变(啁啾不影响孤子的波形),但啁啾孤子的脉宽展宽速度高于非啁啾孤子绝热传输的微扰结果;采取预加重措施,可以减小孤子脉宽的增大。因此,对于占空比较小的ps孤子脉冲,可以不必采用复杂的消啁啾和色散管理措施,就可以利用绝热方式进行稳定传输。     

基于非线性渐增原理获得抛物线型自相似脉冲的研究

采用理论推导和数值模拟相结合的方法研究了脉冲在指数渐增的非线性渐增光纤(NIF)中的自相似演化。结果表明,与双曲渐减的正色散渐减光纤(ND-DDF)类似,利用指数渐增的NIF也可获得具有严格线性啁啾的抛物线型自相似脉冲。同时深入研究了ND-DDF和NIF两种增益等效方式对自相似演化特性的影响,结果表明:1)等效增益决定了脉冲自相似演化的结果,等效方式决定了脉冲自相似演化进程快慢;2)在具有相等的等效增益条件下,脉冲在指数渐增NIF和双曲渐减ND-DDF中演化为相同的自相似脉冲,但是前者对脉冲的自相似演化更高效,即前者实现自相似演化所需光纤长度更短;3)两种增益等效方式所需光纤长度的关系是使得各自具有相同的光纤有效放大因子。     

L波段掺铒光纤放大器的增益平坦滤波器设计

EDFA的增益平坦化是WDM系统中的重要问题．用成本低、插损小的光纤光栅实现该功能是一项有吸引力的方案，采用剥层法设计了基于啁啾光栅的增益平坦滤波器。基于时间因果律的剥层算法将光纤光栅看成一个分离的模型，由一系列长度为△的复反射器所组成，每个反射器的后端耦合系数都可由它的前端耦合系数递归地求出，从而能快速、精确地反演出光栅的耦合系数函数。啁啾光栅的目标反射谱由理想的增益平坦滤波器透射谱获得，利用与反射谱群时延有关的常数α可控制光栅的长度，α取值为0．0024cm。时，对应的光栅长度为3．5cm。用剥层法反演出耦合系数函数后，又通过解Riccati方程模拟了合成光栅的透射谱。数值模拟结果显示理想透射谱与合成光栅透射谱之间的峰峰值误差小于0．1dB．并且在工作带宽范围内，透射谱群时延的变化量小于0．6ps，表明该滤波器对系统没有额外的色散影响。