光子晶体光纤中基于交叉相位调制的脉冲压缩

为了研究飞秒双脉冲在光子晶体光纤不同色散区的非线性传输过程,采用分步傅里叶方法求解耦合的非线性薜定谔方程组,并进行了理论分析。讨论了不同抽运功率、不同抽运脉冲啁啾参量以及不同脉宽比对信号脉冲压缩的影响。结果表明,基于交叉相位调制效应,弱信号脉冲不仅能够被压缩,而且光纤存在最佳压缩长度。增大抽运脉冲输入功率,选取正啁啾抽运脉冲,可以得到更大的信号脉冲压缩因子,同时最佳光纤长度减小。另外,不同的脉冲宽度对信号脉冲的压缩产生大的影响,较窄脉宽的抽运脉冲易于产生较短的压缩信号脉冲。这一结果对用光子晶体光纤压缩弱信号脉冲提供了理论参考。     

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.     

双零色散点光子晶体光纤中红移辐射的产生

为了研究双零色散点光子晶体光纤反常色散区中红移辐射的产生,采用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒脉冲在双零色散点光子晶体光纤反常色散区中的非线性传输和红移辐射的产生。分析了抽运脉冲的脉宽、抽运波长、入射峰值功率对红移辐射的影响。结果表明,当超短脉冲靠近第2个零色散点的反常色散区进行抽运时,喇曼孤子受高阶色散效应的影响产生了红移辐射现象;当增大抽运激光的入射峰值功率或增大脉宽时,红移辐射均增强,而且发生了明显的分裂现象,其起因可归结于喇曼孤子和红移辐射之间的交叉相位调制;此外,3阶色散效应对红移辐射也有重要的影响,当增大3阶色散系数时,红移辐射可得到进一步加强。     

色散缓变光纤中皮秒啁啾脉冲的孤子效应压缩

文章从描述皮秒光脉冲在色散缓变光纤（FSDD）中所满足的非线性Schroedinger(NLS)方程出发，数值模拟了高阶皮秒光孤子在不同的FSDD中的孤子效应压缩，并讨论了初始啁啾对其的影响，结果表明，利用FSDD和孤子效应压缩来压缩带有初始啁啾的高阶皮秒光孤子，可以得到更高的压缩比和品质因子，压缩后的脉冲的峰值功率明显提高，而且脉冲被压缩到最窄所需的光纤长度也大大缩短，最后讨论了初始脉宽的影响。     

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.     

线性源啁啾对孤子脉冲压缩的影响

通过线性源啁啾对孤子脉冲压缩影响的研究,发现泵浦脉冲和孤子脉冲的源啁啾参量地脉冲压缩产生重要影响,且孤子脉冲压缩存在最佳光纤长度。在泵浦功率一定的条件下,选取负啁啾的泵浦脉冲正啁啾的孤子脉冲可以获得高压缩因子的光脉冲;同时选取负啁啾的泵浦脉冲和正啁啾的孤子脉冲易于产生更短的压缩光脉冲。     

光子晶体光纤反常色散区超连续谱产生机理研究

用实验和数值模拟两种方法研究了在反常色散区抽运光子品体光纤(PCF)中飞秒激光脉冲的传输特性和超连续谱的产生机理,给出了抽运脉冲在不同功率情况下输出光谱展宽并形成超连续谱的实际测镀及理论模拟结果.研究表明:在反常色散区抽运时,光谱展宽的初期以自相位调制为主,随后根据抽运功率的不同,孤子自频移、高阶光孤子的裂变和叫波混频效应会逐渐增强,进而成为光谱展宽的主要原因;初始激光脉冲的峰值功率和脉冲初始啁啾对光子晶体光纤反常色散区产生超连续谱形状和带宽是有影响的.     

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．     

基于色散平坦光纤的二阶孤子压缩

将再生锁模光纤激光器(RMLFL)输出的约5.8 ps脉宽的高质量无啁啾双曲正割脉冲,通过掺铒光纤放大器(EDFA)放大后注入4.28 km长的色散平坦光纤(DFF)中,利用二阶孤子压缩效应成功地将脉冲压缩到1.74 ps,压缩比为3.3,与理论计算结果完全一致。与基于色散渐减光纤(DDF)的绝热孤子压缩(ASC)方案相比,该方案在同样的孤子阶数下大大降低了入射功率,而且色散平坦光纤的非色散渐减特性决定了它对于不同波长、不同脉宽的输入都可以通过调整输入脉冲功率和选取合适的光纤长度来配合满足压缩条件。虽然压缩因子不大,但基本能满足需求。     

光子晶体光纤中高阶色散和非线性对压缩脉冲对的影响

数值模拟了光子晶体光纤中波长位于反常色散区的高阶孤子泵浦脉冲与波长在正常色散区的信号脉冲通过交叉相位调制作用,产生的压缩脉冲对.首先讨论了在高阶色散影响下,飞秒脉冲基于交叉相位作用,弱脉冲产生的压缩脉冲对不再保持对称不变,产生蓝移.此外,考虑高阶非线性效应的影响,飞秒信号脉冲从正常色散区频移到反常色散区,产生的压缩脉冲由两个演变成一个,受拉曼红移影响较大,同时脉冲的峰值功率显著增加.     

光纤中双脉冲传输的频率啁啾及脉冲压缩

对双脉冲在光纤中传输时所满足的非线性耦舍方程进行了理论分析和数值计算,求得了脉冲演化时啁啾参量的一般表达式。结果表明,利用交叉相位调制效应压缩光脉冲时,无论泵浦脉冲还是信号脉冲,其线性源啁啾都对光脉冲的压缩产生重要影响。在泵浦功率一定的条件下,选取负啁啾的泵浦脉冲和正啁啾的信号脉冲易于获得更短的压缩光脉冲。     

Effects of group velocity dispersion on self/cross phase modulationin a nonlinear Sagnac interferometer switch

Time-resolved numerical analysis of a nonlinear Sagnac interferometer switch (NSIS) reveals that the combined effects of group velocity dispersion (GVD), self phase modulation, cross phase modulation, and pump-probe walk-off seriously degrade switching performance when the soliton number N of the pump pulse is under 5. This means that the peak power of short pump pulses cannot be reduced to less than the critical value at N>5 to prevent the effect of GVD. This restriction is more severe for pump pulses in the anomalous dispersion region than for those in the normal dispersion region because of higher-order soliton compression. System designs for time-division demultiplexers that use NSISs and picosecond pump pulses generated by a laser-diode coupled to erbium-doped fiber amplifiers are discussed. It is found that 1:32 demultiplexing from 160 to 5 Gb/s and 1:8 demultiplexing from 80 to 10 Gb/s with a switching contrast of more than 60 are possible using diode-laser-pumped 1- and 2-ps pump pulses, respectively     

离散效应对光子晶体光纤中飞秒脉冲压缩影响

为了研究离散效应对光子晶体光纤中飞秒信号脉冲压缩的影响,采用分步傅里叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程,模拟了双飞秒脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程;计算和分析了离散效应和非同步耦合对信号脉冲压缩的影响。结果表明,当抽运脉冲在反常色散区进行抽运,而信号脉冲在正常色散区入射时,在群速度色散、3阶色散,自相位调制及交叉相位调制联合作用下,信号脉冲在传输过程中不仅被压缩且存在最佳光纤长度;离散效应导致信号脉冲压缩因子减小,所需最佳光纤长度增加以及压缩后的脉冲频谱呈现不对称,采用非同步耦合有利于改善信号脉冲的压缩质量。     

光子晶体光纤中双脉冲非线性传输的数值分析

采用分布傅立叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程,模拟了双脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程,计算和分析了离散效应和脉冲内拉曼散射对信号脉冲传输和压缩的影响。结果表明,当中心波长为800nm的泵浦脉冲在反常色散区进行泵浦,而中心波长为740nm的信号脉冲在正常色散区入射,在群速度色散,自相位调制及交叉相位调制联合作用下,信号脉冲在传输过程中不仅被压缩且存在最佳光纤长度。离散效应不仅导致脉冲压缩比的减小和压缩后峰值功率的降低,而且导致脉冲所需最佳光纤长度的增加以及压缩后的脉冲呈现不对称,还发现,脉冲内拉曼散射有利于改善脉冲压缩质量。     

The dynamics of pulse compression in synchronously pumped fiberRaman lasers

Dynamical equations describing the amplification and propagation of an initial Stokes seed pulse in a synchronously pumped fiber Raman laser configuration are formulated, and analytic solutions are derived. A train of Stokes shifted pulses is produced. Their individual characteristics eventually evolve on successive round trips through the fiber into subpicosecond pulses having constant fluence and decreasing temporal duration. Raman pulse compression stops when it is counterbalanced by the effects of group velocity dispersion and phase modulation in the normal dispersion regime. Pulse breakup due to soliton formation can occur in the anomalous dispersion regime. Simple expressions for the rate of pulse compression, the steady-state pulse fluence, and the minimum steady-state pulse duration are obtained     

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     

EDFA对基孤子脉冲进行压缩与放大的数值研究

从描述光脉冲在掺铒光纤放大器(EDFA)中传输的非线性薛定谔方程出发,对基孤子脉冲在EDFA中的压缩与放大进行了数值研究,并对孤子脉冲在其中的压缩提出优化方案。结果表明,通过合理地选择EDFA的参数,可使无啁啾的基孤子脉冲实现绝热压缩和放大;对具有初始啁啾的基孤子脉冲,压缩过程将不再满足绝热条件;对于正啁啾的基孤子脉冲,可得到较好的压缩与放大;而对于负啁啾的基孤子脉冲,压缩效果却较差。     

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。