超短光脉冲在有源三芯非线性光纤耦合器中开关和传输特性的数值分析

基于耦合非线性薛定谔方程(CNLSEs),利用分裂步长傅里叶方法(SSFM),研究了超短光脉冲在有源三芯非线性光纤耦合器中的传输和开关特性.重点分析了在一阶色散耦合系数和二阶色散耦合系数的影响下,线性增益系数和有限增益带宽对脉冲传输和开关特性的影响.研究表明,线性增益系数能增大开关陡峭性、降低开关临界能量、提高开关效率;虽然有限增益带宽使耦合器开关特性变差,但是它不仅能显著抑制由线性增益系数引起的脉冲压缩和放大,而且还能有效抑制由一阶色散耦合系数引起的脉冲展宽和分离以及由二阶色散耦合系数引起脉冲高频振荡,使光脉冲在三纤芯间呈现出类似无源光纤耦合器那样的周期性耦合传输特性.     

具有高阶耦合色散系数双芯非线性光纤耦合器开关的数值分析

基于耦合非线性薛定谔方程(NLSE),利用分裂步长傅里叶方法(SSFM),研究了具有高阶耦合色散系数时,双芯非线性光纤耦合器中的传输和开关特性.模型中,一阶耦合色散系数的存在类似于群速度失配,二阶耦合色散系数类似于群速度色散,并且会对另一个纤芯中的信号产生线性互调制.研究表明当一阶耦合色散系数较小时,光脉冲仍能在二纤芯之间周期性耦合传输,并且表现出良好的开关特性,当一阶耦合色散系数增大时,脉冲耦合传输的周期性和陡峭的开关特性遭到破坏,光脉冲在传输中发生分裂;二阶耦合色散系数使耦合器的耦合长度减短,开关阈值功率增加,开关特性也变得更加陡峭.     

采样对数值模拟光纤中光脉冲传输演化的影响

光脉冲在光纤中传输时,光纤的非线性效应和色散将会使其变形。在考虑了以上两种影响因素后,给出了利用分步傅立叶变换法正确模拟光脉冲在光纤中传输的采样间隔选取依据,模拟了在不同采样间隔下光纤输出端的光脉冲形状和频谱,由此讨论了采样间隔对数值模拟光纤中光脉冲传输演化的影响。数值模拟结果验证了采样间隔选取依据的正确性。     

具有几个光振荡周期长的飞秒脉冲在单模光纤中的传输

发展了飞秒光脉冲在光纤中的传输理论,给出了具有几个光振荡周期长的飞秒脉冲在单模光纤中的传输方程,对方程作了数值解,模拟了具有几个光振荡周期的飞秒脉冲在单模光纤中的非线性传输。     

双芯非线性光纤耦合器的相敏特性

利用对称分步傅里叶方法(SSFM)求解非线性薛定谔方程(NLS),分析了非线性双芯光纤耦合器中不同芯层内孤子脉冲的相位对能量交换特性的影响,只要初始注入孤子信号的相位差选择恰当,可以通过一个芯层的弱孤子脉冲来控制另一芯层内强孤子脉冲的传输行为,得到不同的开关特性.     

时间跨度的选取对数值模拟光脉冲在光纤中传输的影响

提出了利用分步傅里叶方法计算光脉冲在光纤中传输时间跨度的选取方法,给出了正确模拟光脉冲通过不同长度的光纤后光脉冲的变化所要选取的最短的时间跨度,即计算过程中所取的积分上下限之差。在此基础上,对不同的光脉冲在光纤中的传输进行了数值模拟,发现前人提出了超高斯光脉冲在光纤中传输会由于色散而产生脉冲形状扭曲这一结论是错误的,并指出了错误的原因所在。     

有源光纤耦合器开关性能的研究

数值计算了光孤子在三种不同模型的有源光纤耦合器中的传输,对比分析了三种模型下光纤耦合器开关性能的优劣.研究表明采用分布放大方式的有源光纤耦合器的开关阈值比采用集总放大时的要低,输出端透射率更高,开关更加陡峭.有源光纤耦合器实现开关功能所需的入射脉冲峰值功率可降至mW量级.     

光纤定向耦合器的全光微分特性的研究

一个简单的光纤定向耦合器可以通过固定耦合斜率和耦合器的长度来设计。耦合系数和耦合器的长度在满足一定的条件下,光纤耦合器可以设计成一个一阶或者二阶光时间微分器。分析了光纤定向耦合器全光微分特性的工作机理,采用皮秒级高斯脉冲输入此光纤耦合器,通过数值仿真该双芯光纤耦合器,分析了其工作误差、工作带宽、能量效率。分析表明,光时间微分器的工作带宽与耦合器的长度和耦合斜率有关;在光时间微分器参数固定后,二阶光时间微分器的工作带宽大约是一阶的2.9倍。与较长的高斯脉冲相比,较短的高斯脉冲通过光纤耦合器,会有较高的能量效率,但同时会产生较大的误差。在实际应用中应根据具体情况设计不同的光时间微分器,来达到预期的目的。     

光纤耦合器回波损耗研究与测试分析

应用高功率半导体激光器分别与7×1和(6+1)×1光纤耦合器相结合,通过全光纤式光束合成技术,测试了高功率光纤耦合器回光功率.分析比较两种高功率激光传输型光纤耦合器的激光回光功率在输入光纤端面直径、输出光纤末端纵向角度和光纤耦合器腰束纤芯结构等物理因素对回波损耗的影响.     

超短光脉冲通过分布式光纤放大器的传输特性

为了探讨超短光脉冲在分布式光纤放大器中的传输放大特性及影响因素,建立了光脉冲在光纤放大器中的基本传输方程,以掺镱光纤放大器为例,采用分步傅里叶变换法对放大器中光脉冲的演变进行了模拟,讨论了初始啁啾和增益色散的影响。结果表明,当光脉冲在分布式光纤放大器中传输时,光纤的色散、非线性效应均会影响脉冲的形状和频谱,光脉冲初始啁啾也会对脉冲的传输状态产生影响;对于宽频谱光脉冲,增益色散相当于一种损耗机制,应该考虑其影响。相关结果对光纤放大器的系统设计和优化具有一定的参考价值。     

数值模拟在非对称双芯光子晶体光纤耦合器教学中的应用

本文从对非对称双芯光子晶体光纤耦合器的数值模拟分析,表明提出的结构由于两不同偏振方向模式的耦合程度相近,使得这种耦合器可忽略光偏振特性的影响;同时,在一定分光比下,耦合器具有波长响应平坦性,可制作不同分光比的宽带双芯耦合器,并且带宽、分光比偏差程度、耦合长度等特性较普通宽带光纤耦合器都有较大改善,为宽带非对称双芯光子晶体光纤耦合器的制作提供了理论支持。     

激光成像系统中高耦合效率单模光纤耦合器设计

在三维激光成像系统中,其性能表现绝大部分决定于器件接收背反射光能幅度的大小,以及耦合器中空间光到光纤纤芯的光耦合效率的高低.为了增加耦合器中激光能量到纤芯内的耦合效率,提出了一种新型非球面透镜到锥形光纤头的耦合器的设计,得到了该耦合器中耦合效率的解析表达式.通过优化耦合透镜的倒相对孔径,对应波长为1 310 nm和1 ...     

准分子激光在液芯光纤中传输特性的实验研究?

液芯光纤作为一种新型的光能量传输媒介,有诸多显著的优点,着重介绍了液芯光纤相对于传统固体传光光纤束的优势。为了液芯光纤在紫外波段激光传输上的应用,对波长为308nm和248nm两种准分子紫外激光在液芯光纤中传输的能量透过率进行了实验研究,分析了单脉冲能量（1-5mJ）、光波长(248nm/308nm)、平均功率(2-20mW)等激光参数变化对准分子激光在液芯光纤中传输特性的影响,为液芯光纤应用于准分子激光传输提供了实验依据。     

侧面分布式泵浦双包层脉冲光纤放大器

采用自行研制的光纤侧面耦合器,设计和研制了侧面分布式泵浦、两级全光纤连接的掺镱双包层脉冲光纤放大器,实现了输出波长为1064nm、平均输出功率达到2.12W、脉冲宽度20ns、重复频率50kHz的高功率、高重复频率全光纤结构脉冲光纤放大器.光纤侧面耦合器对泵浦光耦合效率最高达到69%,对反向信号光的隔离度最低为17dB,有效避免了高功率脉冲回波对泵浦光源的损害,使用更高泵浦耦合效率的侧面耦合器,可进一步提高放大器输出功率.     

色散补偿准光孤子传输特性数值分析

为了使准光孤子能够在标准单模光纤中稳定地传输,采用了分步傅里叶方法分别模拟了准光孤子在标准单模光纤中的传输和在色散补偿系统中的传输,得到了准光孤子在标准单模光纤中的传输特性和在色散补偿系统中的传输特性。结果表明,准光孤子在标准单模光纤的传输过程中脉冲峰值逐渐降低,脉冲宽度逐渐展宽,不能稳定传输;而准光孤子在采取色散补偿技术的色散补偿系统中传输时,脉冲形状几乎保持不变,与准光孤子直接在标准单模光纤中的传输相比,性能得到了很大改善。     

光纤环镜中无基座脉冲产生的特性分析

色散渐减光纤（DDF）和3dB光纤耦合器构成的非线性光纤环镜（DDF-NOLM）具有无基座脉冲压缩的效应，给出了达到最佳脉冲压缩效应的物理条件。结果表明：光纤环的最佳长度主要由入射脉冲的孤子阶数决定。在光纤环中反向传输两脉冲的压缩效果区别越大则脉冲峰值处的相对相位差越接近于0，从而使DDF-NOLM达到脉冲压缩的最佳条件。     

光子带隙光纤中纤芯环掺杂对传输特性的影响

为了研究光子带隙光纤中纤芯环掺杂浓度的百分比对光纤传输特性的影响,利用全矢量有限元法在纤芯环掺杂浓度的百分比为1%～5%的条件下对7孔光子带隙光纤纤芯环掺杂和19孔光子带隙光纤纤芯环掺杂两种结构进行了仿真,比较了两种结构的纤芯模能量分布曲线,并且给出了19孔光子带隙光纤在不同的纤芯环掺杂浓度的百分比下,光纤带宽、色散、有效模面积和有效折射率的分布曲线图。结果表明,19孔光子带隙光纤比7孔光子带隙光纤具有更强的限光能力,且纤芯环掺杂浓度的百分比对光子带隙光纤的传输性能有显著的影响。     

熔锥光纤的特性研究

从理论和实验两方面研究了熔锥光纤锥区的传输、耦合、偏振和调制特性。用耦合模 理论分析了光纤锥形区的传输和耦合性质,给出了锥形光纤传输和耦合效率与锥形区结构的关系。实验上测定了实际锥形光纤在不同锥角、不同长度下的偏振特性,得出偏振光经实际锥形光纤传输或耦合后,再传输其终端,得到均是椭圆偏振光的结论。测定了载波光脉冲经过锥形光纤耦合后其脉冲的变化特性,实验表明,光脉冲在经过锥形光纤耦合传输后其形状保持不变。     

新型的光纤耦合器环状连接法产生时分复用信号的实验研究

将单模光纤耦合器的一个输入端和一个输出端连接起来构成光纤环路,并使光纤环路的时延为输入光脉冲半周期的奇数倍,这样,在耦合器的另一个输出端口就可获得倍乘重复率的光脉冲信号。采用三级环状连接的光纤耦合器,产生了八倍频(8×2.5 Gb/s)的时分复用信号。实验结果表明,这一时分复用信号产生方案具有脉冲的幅度和间隔易于调节、输出信号的功率大、成本低且易于实验室拉制等优点。     

大型单模星形耦合器制造技术

一、引言用单模星形耦合器进行交换和分配信息的各种系统方案现正相继提出,如西柏林海茵利希·赫芝研究所修订了采用光交换技术实验方法的研究计划,在窄带业务和高速率数据业务的综合局部通信系统中采用单模星形耦合器进行光交换。单模星形耦合器的原理是以单模光纤作传输介质的LiNbO_3。光开关为依据的,但单模光纤星形耦合器的结构原理却不同于渐变型光纤星形耦合器。