椭圆孔微纤芯光子晶体光纤的数值模拟

提出了一种在纤芯引入四个近矩形排列的椭圆空气孔,包层空气孔呈阶梯结构的高双折射光子晶体光纤,采用全矢量有限元方法,对光纤基模的模场分布、双折射、色散、限制损耗、有效模面积及非线性系数等特性进行了数值模拟.这种设计为获得高双折射光子晶体光纤提供了一种新的方法,为改善光子晶体光纤其他性能(如色散、非线性特性)提供了一种新的...     

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。     

单模光纤的最小色散

本文阐明了单模光纤的最小色散波长同纤芯玻璃和包层玻璃的折射率特性以及同光纤参数矿的依赖关系。用熔融石英和用二氧化锗、三氧化二硼掺杂的熔融石英制作的光纤在1.27微米<λ<1.6微米范围内容易得到最小色散波长,这样,大容量通信系统就可广泛选择工作波长了。     

零模间色散三芯光子晶体光纤

为了研究纤芯掺杂低折射率材料后三芯光子晶体光纤中任意两超模之间的模间色散特性,采用全矢量有限元法进行了仿真,取得了模间色散系数、零模间色散波长随纤芯折射率和结构参量变化的数据。结果表明,通过调节纤芯折射率、纤芯直径、空气孔直径以及孔间距这4个结构参量,可以使任意两超模间的模间色散在两个常用波段1.31m和1.55m处为0。该结果对于消除基于模分复用的光纤不同模式间因为模间色散导致的脉冲失真和实现零模间色散的模分复用技术是有帮助的。     

具有高非线性和大有效模场面积的多固体芯集束型光子晶体光纤

提出了以硅为基质、高折射率铋化合物作为纤芯的多固体芯集束型光子晶体光纤(PCF).该类光纤利用全内反射型机制将传输光场约束在高折射率固体棒芯中,并能输出相同强度的光,通过数值模拟分析了集束六芯六角形和集束八芯四方形两种光子晶体光纤的有效模场面积和非线性系数随抽运波长以及纤芯直径的变化规律,证明了这种光纤同时具有等效的高非线性和大的有效模场面积的特性,可以用于实现高功率频率变换.     

方形纤芯六边形微结构光纤的色散特性研究

本文设计了一种纤芯为正方形的微结构光纤,六边形周期分布空气孔组成包层,基于comsel软件,使用有限元分析法,对此微结构光纤基模的色散特性进行数值仿真,研究了色散和纤芯圆孔尺寸以及波长的依赖关系.当d=1.2μm,Λ=2.0μm,d1=1.2μm时,在1.3~2.0μm波长范围色散相差大约在4ps/(km·nm).     

小芯径折射率引导型光子晶体光纤的制备和研究

介绍一种小芯径折射率引导型光子晶体光纤(PCF)的拉制方法.制备出的光纤纤芯周围第一层空气孔发生形变,呈柚子形,其芯径为1.7μm,孔间距A和空气孔直径d分别为3.4 μm和2.8μm.由于光纤结构的特殊性,采用有限元法在200～1600 nm波段对其基模有效折射率、色散系数、有效模场面积以及非线性系数进行了数值模拟计算.经过理论计算,这种光纤在所研究的波段具有极高的非线性系数且表现为反常色散,这些特性十分有利于超连续谱的产生.在测量了光纤的损耗、色散等基本特性后,选取损耗较小凡位于光纤反常色散区域,中心波长为800 nm的飞秒激光作为光源,将不同功率的超短激光脉冲耦合入光纤,对这种小芯径折射率引导型光子晶体光纤产生超连续谱的过程进行了测量和分析.     

中央空气纤芯半径对PBG-PCF基模特性调节研究

为数值研究中央空气纤芯半径对六重对称带隙导光型光子晶体光纤基模特性的调节,采用全矢量平面波与多极方法分别计算出该类光纤的带隙结构及不同中央空气纤芯半径时可能存在基模的有效折射率,由有效折射率分析了基模色散、非线性和限制损耗特性。数值结果表明,中央纤芯半径越大,色散越大,长波长段色散随入射波长在零色散附近振荡变化,在某一特定波长时非线性系数随中央纤芯半径的增大而增大;基模限制损耗总体随入射波长的增大而减小,在某些纤芯半径处出现振荡特性。     

色散补偿微结构光纤拉曼放大特性的研究北大核心CSCD

为了提高光纤拉曼放大器的放大性能,设计了一种高拉曼增益系数和较大负色散的光子晶体光纤。利用全矢量有限元分析方法对包层为正八边形的光子晶体光纤进行数值分析,探究空气孔结构和纤芯掺锗浓度的改变对有效模场面积和拉曼增益系数的影响,最后得到一种小模场面积、高拉曼增益系数和较大负色散的光子晶体光纤。研究结果表明:在泵浦波长为1450 nm且信号波长为1550 nm处包层空气孔直径为1μm、孔间距为1.2μm的掺锗光子晶体光纤结构可获得19.97 W^(-1)·km^(-1)的高拉曼增益系数,同时在1550 nm处可获得-327.6 ps/(nm·km)的较大负色散,该光纤的综合特性对于拉曼放大器放大性能的提高有重要意义。     

方形空芯光子晶体光纤的特性分析

利用全矢量有限元法,分析了方形空芯光子晶体光纤的色散特性、纤芯内的能量分布和有效模面积.结果表明,方形空芯光子晶体光纤在1.67～1.81 μm范围内具有较平坦的色散特性,较高的能量分布和较大的有效模面积,为进一步设计具有平坦色散和大模场面积的方形空芯光子晶体光纤提供了理论依据和参考.     

掺CdS_xSe_(1-x)玻璃的非线性光学特性研究

用多种方法对掺CdS_xSe_(1-x)玻璃的非线性光学特性进行了研究,表明该种材料具有大的三阶非线性极化率(x~((3))～10(-9)esu),其非线性光学来源于半导体微晶中的等离子体带填充,测得非线性响应时间为3.5ps。     

不同透过率光束对Z-扫描灵敏度的影响

阐述了不同透射率的入射光束对Z-扫描测量灵敏度的影响,实验给出了不同孔径的小孔截取高斯光束改变Z-扫描测量灵敏度,采用数值模拟的方法分析了实验通常得到的高斯、高斯贝塞尔和爱里斑3种入射光束小孔截取对其测量灵敏度的影响。对于由小孔截取的高斯-贝塞尔光束,随着调制参数β的增加其灵敏度下降。与帽顶光束比较发现,3种入射光束中,随着小孔透过率的增加入射光束的Z-扫描测量灵敏度下降,由小孔所截的高斯-贝塞尔光束的灵敏度高,其次是所截的高斯光束,所截的爱里斑光束最低。这说明,在Z-扫描测量时可以通过调节小孔的孔径提高其灵敏度。     

光纤色散补偿后的非线性研究

研究了色散补偿后光纤链路的非线性对脉冲波形及频谱演化的影响。首次得出了非线性薛定谔ＮＬＳ方程的适用于弱或强非线性色散光纤的两种级数解，可分别描述在弱非线性色散光纤中的频谱演化，和在强非线性色散光纤中脉冲波形的演化。首次得出正负色散完全抵消时，适用于任意波形的输出信号的频域表达式、非线性噪声系数、无啁啾高斯脉冲展宽因子表达式和计算结果。     

扰动下单模光纤中传输光的压缩

本文从光在单模光纤中传播时所满足的非线性薛定格方程出发,通过线性化处理,计算出存在非线性色散和随时间变化的三阶非线性这两种重要的扰动效应时传输光的压缩谱。通过数值计算,讨论了扰动效应对光纤中压缩光的影响。     

广义非局域非线性薛定谔模型的自相似解

在获得一个含变化3-5阶非线性、弱非局域性、增益及非线性增益的广义薛定谔方程的自相似解的基础上,采用数值方法研究了解的稳定性. 结果表明,在同时具有或没有非局域性和5阶非线性的介质中可以形成与传播自相似波; 而且当相位参数远离 时,非局域度和累积衍射将极大影响自相似波的稳定性.     

不同激光脉冲作用下ZnS晶体非线性光学特性

用Z-scan技术在532 nm的皮秒激光脉冲和800 nm飞秒激光脉冲作用下分别研究了ZnS晶体的非线性吸收及非线性折射特性。实验结果表明,ZnS晶体在532 nm的皮秒激光脉冲作用下非线性吸收为双光子吸收,其非线性吸收系数为5.310-11 m/W,在800 nm的飞秒激光脉冲作用下非线性吸收为三光子吸收,非线性吸收系数为0.5910-21 m2/W2;在532 nm皮秒激光脉冲作用下,ZnS晶体的非线性折射率符号为负,自由载流子产生的非线性折射率的改变占主导,而800 nm飞秒激光脉冲作用下,ZnS晶体的非线性折射率符号为正,束缚电子产生的非线性折射率的改变为主要因素。     

Nonlinear dynamics of a nonlinear amplifier-based delayed PLL incorporating additional phase modulator

The present article examines the chaotic behaviour of a nonlinear amplifier (NLA)-based delayed phase-locked-loop (PLL) incorporating a first order phase modulator for a certain range of system parameters. The occurrence of the chaotic dynamics is confirmed by finding the Lyapunov exponents and dimension of the said system numerically. For a given set of initial conditions, the range of phase modulator gain and loop time delay for several fixed values of nonlinear parameter of the NLA between which chaos can be observed is indicated. The usefulness of NLA to avoid the unwanted chaos in case of conventional delayed PLL system is also examined.     

非线性光栅自调制光限幅器件研究

研制出一种三角槽型透明高分子聚合物光栅与该聚合物平板间填充有机非线性光学液体的夹层结构器件，具有非线性自调制光限幅功能。实验测得该器件对较弱的532nm波长的YAG倍频激光透过率大于60％。对较强激光透过率小于2％～3％。理论预期在激光波长400-700nm都有光限幅特性。且愈靠近532nm波长。激光限幅功能愈强。首次从实验上验证了该非线性光栅具有自适应宽带光限幅的功能。它不仅可以实现可调谐光限幅。且对所设计的激光波长，达到能量低于人眼安全阈值的高效激光防护成为可能。     

Discrete-Space Volterra Series Representations with Truncation Bounds

We give a Volterra-series representation theorem for discrete-space input-output maps that are analytic. The theorem provides a bound on the error in approximating the series with its first p + 1 terms. Examples are given to illustrate how the theorem can be used.     

吸收介质中三阶极化率的测量

全光学信息处理、光计算机的发展依赖于具有大的三阶非线性光学材料,因此介质的三阶非线性极化率的测量就显得特别重要。吴存恺等提出了用简并四波混频方法测量透明介质的三阶极化率,G.R.Olbright用于涉法测量了CdS_xSe(1-x)玻璃的非线性折射率。本文将讨论用简并四波混频测量吸收介质的三阶极化率的方法。