对非线性二波导耦合器光开关的分析

本文报道对Ｄｅｅｒｉｎｇ等人最近提出的非线性二波导耦合器光开关的一种新的分析方法,并给出计算结果,这种方法可提供有关相们变化的有用信息,并且可用来处理其它种类的二波导耦合器。     

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.     

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.     

超短光脉冲在双芯光子晶体光纤中的非线性传输和孤子开关现象的产生

采用分步的傅立叶方法数值求解了一维的耦合非线性薛定鄂方程,模拟了超短光脉冲在双芯光子晶体光纤中的非线性传输和孤子开关现象的产生.分析了泵浦脉冲的脉宽、入射峰值功率对孤子开关现象的影响.研究表明:当泵浦激光的入射峰值功率低于孤子开关的阈值功率时,能量转换效率很高;当泵浦激光的入射峰值功率超过孤子开关的阈值功率时,孤子发生了明显的分裂现象,产生了多个频率成分,孤子开关现象逐渐消失.此外,也研究了双脉冲在双芯光子晶体光纤中的非线性传输特性,研究表明:入射峰值功率和脉冲延迟对孤子的分裂和能量转移有重用影响.     

改善超短脉冲在光纤环形镜中传输特性

文章研究了构成光纤环的色散渐减光纤三阶色散分别为正、负以及忽略三阶色散情况 下,超短脉冲在光纤环中的传输特性,通过比较发现脉冲内拉曼散射与负的三阶色散相互作用更有利于飞秒脉冲的传输与压缩,从而使飞秒光脉冲在环形腔中的传输特性得到极大改善。     

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。     

光纤放大器中增益带宽对超短脉冲传输的影响

基于广义Ginzburg-Landau方程,研究了超短脉冲在光纤放大器正、反常色散区的传输特性,着重分析了增益带宽对脉冲传输和放大的影响。结果表明窄的增益带宽延缓脉冲的波形变化,限制脉冲的放大,扭曲频谱形状,降低频谱展宽的速率并减少频谱展宽的饱和值。     

利用光纤环形镜开关特性与孤子压缩效应获得无基座超短光脉冲

利用色散渐减光纤中高阶孤子非绝热压缩及非线性环形腔镜的消基座作用获得高质量无基座超短光脉冲.可以把波长为1.55 μm,脉宽为20 ps的光脉冲压缩为1.42 ps无基座超短脉冲.并与直接用色散渐减光纤的非绝热孤子压缩得到的同宽度光脉冲分别在光纤正负色散区传输进行了比较,发现用色散渐减光纤构成的非线性光纤环形腔镜获得的压缩光脉冲具有相对理想的波形和频谱结构,有利于在光纤中长距离稳定传输.     

超短光脉冲在高阶非线性色散介质中的波群分解法

本文给出非线性介质中超短光脉冲传输时计及二阶色散的波群分解法，并在不同ＳＰＭ、ＧＶＤ及啁啾条件下作了详细推导和讨论，在振幅极值、延时和波群频率三维表象中，描述脉冲传输的振幅包络具有明确的物理图像。该法亦可用于数值计算中。     

开环三纤耦合器的光纤光开关的理论分析

提出一种基于三纤光纤耦合器和光纤开环相位控制线的光纤光开关。从耦合波方程出发,利用三纤耦合器的初值条件,从理论上得到了2种输入条件下,开环三纤耦合器的输出光功率与相位和耦合系数的解析式,由此分析器件的光功率输出特性,获得了明是的开关效应;给出了开关隔离度大于40dB时相位和耦合系数的最佳取值范围。     

超短激光脉冲在非线性光纤中的传播

研究了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,以此为光纤中光孤子产生的物理过程作准备。     

超短激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作物理上的准备。     

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。     

光纤中光孤子的传输

本文对光孤子的形成条件,各种非线性效应,诸如光孤子之间的相互作用,光纤损耗和频率啁啾等效应进行了讨论,并介绍了光纤孤子通信试验系统和光孤子的应用前景。     

二芯非线性光栅耦合器的开关特性研究

光纤光栅耦合器既有光栅的反射滤波特性,又有耦合器的多端口特性,是一种重要的光学器件.在龙格-库塔算法 的基础上,研究了一种新的算法来计算光纤光栅耦合器的非线性耦合模方程.研究表明,随着输入功率的增大,折射率发生 非线性变化,布拉格反射域发生偏移,从而使原本在光栅带隙内的脉冲通过光栅.另外在该算法的基础上,对光纤光栅耦合...     

Effects of Second-Order Coupling Coefficient Dispersion on Short-Pulse Propagation and Switching in an Active Two-Core Nonlinear Fiber Coupler

The propagation and switching of short pulses in an active two-core fiber nonlinear directional coupler have been investigated theoretically by using the split-step Fourier method. The analysis highlights the effects of the second-order coupling coefficient dispersion, the linear gain coefficient, and the finite-gain bandwidth on the switching and propagation of short pulses. The research indicates that the linear gain can sharpen the switching characteristic and reduce considerably the switching threshold power, as well as significantly increase the switching efficiency with the influences of the second-order coupling coefficient dispersion. However, both the second-order coupling coefficient dispersion and the finite-gain bandwidth degrade the switching characteristics. In addition, the finite-gain bandwidth of linear gain not only suppresses significantly the pulse compression and amplification caused by the linear gain coefficient, but also suppresses effectively the frequent pulse fluctuation on pulse propagation induced by the second-order coupling coefficient dispersion; consequently, as in the case of the passive fiber coupler, optical pulses tend to restore periodical coupling propagation in active two-core fiber coupler.      

非对称非线性定向耦合器开关特性研究

利用拉格朗日变分法原理,分析了非对称非线性定向耦合器的开关特性.研究表明:增大第一纤芯的相速度能够降 低开关的阈值功率,但开关的陡峭性变差,且当相位失配量增大到一定程度,输入低功率脉冲时,光脉冲的部分能量将一直保 持在直通纤芯臂内不能耦合到第二纤芯.增大第一纤芯的有效模场面积将导致开关的阈值增大.同时,当两纤芯都为反常...     

光子晶体光纤中非线性传输的数值分析

利用数值方法求解了广义非线性薛定谔方程，模拟了飞秒激光脉冲在具有不同色散特性的光子晶体光纤（PCF）中非线性传输和超连续光谱的产生过程，分析了在反常色散区和正常色散区飞秒激光脉冲的非线性展宽机制，详细讨论了脉冲内拉曼散射（ISRS）、自陡峭（SS）效应以及高阶色散对超连续光谱产生的影响。分析结果表明．无论在光子晶体光纤的反常色散区、正常色散区还是在光纤的零色散点，脉冲内拉曼散射效应对长波波段的光谱展宽都具有重要的作用。讨论了高阶色散尤其是三阶色散对超连续光谱中反斯托克斯波的显著影响，合理地选择色散曲线，能够得到更宽更平坦的超连续光谱，表明了光子晶体光纤的可控色散特性的重要应用价值。