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。     

脉冲在非线性渐增光纤中自相似演化的研究

为了研究超短脉冲在非线性渐增光纤中自相似演化的特性,采用理论分析与数值模拟的方法,对脉冲在非线性渐增光纤中的传输演变进行了数值仿真.结果表明,脉冲在非线性渐增光纤中的传输与在具有放大增益的光纤或色散渐增光纤中一致,均能实现脉冲的自相似演化,最终演化为具有良好线性啁啾特性抛物形脉冲,仿真结果验证了脉冲在非线性渐增光纤中的传输方程具有渐进解.由于输出抛物脉冲具有良好的线性啁啾,此研究结果对实现高质量的脉冲压缩是有帮助的.     

脉冲在非线性渐增光纤中自相似演化的研究

为了研究超短脉冲在非线性渐增光纤中自相似演化的特性,采用理论分析与数值模拟的方法,对脉冲在非线性渐增光纤中的传输演变进行了数值仿真。结果表明,脉冲在非线性渐增光纤中的传输与在具有放大增益的光纤或色散渐增光纤中一致,均能实现脉冲的自相似演化,最终演化为具有良好线性啁啾特性抛物形脉冲,仿真结果验证了脉冲在非线性渐增光纤中的传输方程具有渐进解。由于输出抛物脉冲具有良好的线性啁啾,此研究结果对实现高质量的脉冲压缩是有帮助的。     

非线性渐增光纤中超短脉冲自相似演化的研究

为进一步研究非线性渐增光纤中超短脉冲自相似演化的特性,利用数值仿真的方法分析了入射脉冲能量、脉冲宽度和类增益系数3个因素对输入脉冲自相似演变的影响.结果显示:入射脉冲能量和类增益系数对自相似演变的影响较为显著,在增大入射脉冲能量或类增益系数的情况下均可加速自相似演化的速度,即缩小演化所需的特征距离;而脉冲宽度对自相似演...     

色散渐减光纤中产生优质自相似脉冲的研究

从非线性薛定萼谔(NLS)方程出发,介绍了色散渐减光纤中抛物线脉冲的自相似传输原理以及输出的自相似脉冲的特性.研究不同的g0(色散增益系数)、不同时域包络的初始输入脉冲、不同的初始脉宽对自相似脉冲产生的影响,利用数值模拟结果对色散渐减光纤中影响自相似脉冲形成的参量进行分析,为在色散渐减光纤中产生高质量自相似脉冲的优化设计提供理论依据,发现输入具有较大g0和T0的双曲正割脉冲可以在较短的光纤长度上就获得高功率、强线性啁啾和宽频谱的抛物线型自相似脉冲,同时对自相似脉冲进行补偿时,所需的补偿光纤长度明显缩小,且可得到80fs量级的高质量压缩脉冲.     

基于啁啾补偿技术的自相似脉冲压缩光纤设计

为了获得高功率优质的超短脉冲光源,利用色散渐增光纤产生的强线性啁啾对自相似脉冲进行了啁啾补偿光纤设计.首先利用色散补偿光纤得到了半峰全宽为52.6fs、峰值功率为684.5W的超短脉冲输出.在此基础上研究了色散渐增的补偿光纤设计,讨论了色散线性渐增光纤和色散指数渐增光纤对自相似脉冲的压缩影响.当色散渐增系数取1km-1...     

色散平坦渐减光纤中自相似脉冲演化特性研究

从脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,采用分布傅里叶方法对脉冲在色散平坦渐减光纤中自相似脉冲演化特性进行了研究。结果表明：双曲正割脉冲在不同初始能量和初始脉冲宽度的情况下,色散平坦渐减光纤可以产生带有线性啁啾的自相似脉冲。进一步研究表明,随着初始啁啾增加,脉冲逐渐展宽且展宽速度逐渐加快,而演化特性的劣化程度随啁啾参量的增加而增大;当初始啁啾为正时自相似脉冲演化特性劣于负啁啾时的特性。     

掺镱光纤放大器中脉冲自相似演化特性分析

为了研究自相似演化对于高功率超短脉冲系统产生的影响,采用非线性薛定谔方程,对掺镱光纤放大器中自相似解进行了理论分析,得到初始脉冲、脉冲宽度、增益系数、增益色散等参量变化时对其自相似演化产生不同的影响.结果表明,初始脉宽不同时,只有其初始色散长度和光纤长度相接近时,才可以实现脉冲自相似的演化;初始输入脉冲不同时均能演化成抛物线形,但是演化的进程不同;大的增益系数可以获得高功率、宽频谱的自相似脉冲;增益色散对自相似放大起滤波作用.研究结果对设计自相似脉冲放大器具有一定的借鉴价值.     

光纤中自相似脉冲研究进展

概述了光纤中自相似脉冲的最新理论与实验研究结果。对稀土元素掺杂光纤放大器、拉曼光纤放大器、光纤激光器、色散渐减光纤中自相似渐进形脉冲的演化特性作了深入细致的描述。并在此基础上对自相似脉冲在光纤通信中的应用作了介绍。展望了自相似脉冲在光纤中的应用前景,并指出了目前研究中有待解决的问题。     

梳状色散光纤中自相似脉冲传输的数值研究

从脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,以双曲渐减的正常色散渐减光纤(ND-DDF)获得线性啁啾自相似脉冲为基础,采用窗口为1550nm的色散光纤构成梳状色散光纤(CDPF),并给出了相应的理论模型,利用该模型,通过数值模拟的方法研究和分析了脉冲在接近于色散渐减光纤的色散变化趋势的梳状色散光纤中演化成自相似脉冲以及其自相似指数变化.结果表明,中心波长为1550nm的双曲正割脉冲在不同初始能量和不同初始脉冲宽度的情况下,梳状色散光纤可以产生抛物线型自相似脉冲且具有很好的线性啁啾特性.     

基于非线性渐增原理的脉冲压缩研究

从理论推导了非线性系数逐渐增加的非一致性光纤(非线性渐增光纤,NIF)也可以压缩脉冲的结论,并由仿真证明了这一理论结论,理论和仿真符合得很好.仿照传统脉冲压缩的研究方法,分析了这一新方法压缩脉冲的能力、压缩比以及基座能量等性能,结果表明,双曲函数的渐增形式更适于此类脉冲压缩.和已有的色散渐减方法进行了比较,结果表明,非线性渐增的方法压缩脉冲所需光纤长度更短、质量更好.     

补偿光纤的参数对自相似脉冲压缩效应的影响

从非线性薛定谔（NLS）方程出发,用数值方法研究了在自相似脉冲压缩技术中反常色散补偿光纤的群速度色散参量(GVD参量)和非线性参量对脉冲压缩效应的影响。结果表明,补偿光纤的GVD参量对压缩因子和脉冲峰值功率的影响是周期性的,随着GVD参量数值的增大,脉冲能量按集中-分散-集中的规律周期性变化,且变化周期逐渐增大,一周期内的能量转移加剧;每次能量集中时,脉宽接近压缩极限。最佳光纤长度随着GVD参量数值的增加而下降,但不受非线性参量的影响。另一方面,非线性参量的增大会降低压缩因子,不利于脉冲压缩。通过优化选择补偿光纤参数,能够接近脉宽压缩极限,提高脉冲压缩质量。     

自相似超短脉冲光纤激光器研究进展

概述了自相似孤子光纤激光器研究的最新理论分析和实验结果.论述了由于增益色散的存在,光纤激光器的动力学机制描述和数值计算的理论基础必须用偶合的金斯堡-朗道方程(CGLE),而不是广义非线性薛定谔方程(NLSE).细致地描述了色散管理孤子光纤激光器、耗散孤子光纤激光器、亮-暗孤子光纤激光器、矢量孤子光纤激光器和孤子-自相似...     

色散渐减光纤中自相似脉冲对的演化和压缩

为了研究了自相似脉冲对在色散渐减光纤中的动力学特性,采用非线性薛定谔方程对脉冲对的演化和压缩特性进行了模拟,分析了脉冲对在演化过程中相邻区域产生的相互作用。结果表明,不考虑3阶色散时,脉冲对在自相似演化过程中,相邻的区域将产生对称性的相互振荡,而脉冲其它区域演化不受影响,通过色散补偿可以得到脉宽为128.4fs、压缩因子为7.8的压缩脉冲对;而在考虑3阶色散时,脉冲对的演化将产生畸变,相邻区域的振荡呈现不对称性,通过色散补偿技术,得到脉宽为211.6fs、压缩因子为4.7的压缩脉冲,虽然不对称性振荡使得压缩脉冲出现较明显的基座,但几乎不影响压缩质量。该研究结果对自相似脉冲对的演化的理解具有参考价值。     

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.     

基于色散渐减、非线性渐增原理的脉冲压缩

从理论上推导了色散渐减同时非线性渐增原理可以压缩脉冲的结论,并利用对称分步傅里叶方法研究了在不同色散渐减与非线性渐增比值下所得压缩脉冲的压缩比与基座性能,数值结果表明,非线性渐增原理最有利于脉冲压缩,而已有的基于色散渐减原理压缩脉冲的方法是压缩比最低的情况.通过和色散减渐方法压缩脉冲相比,表明利用非线性渐增方法可以在获得几乎相同的压缩比与更小的基座能量的同时将所需光纤长度缩短为原来的一半.     

一种新型的高功率双波长自相似抛物线脉冲激光器

基于正色散单模光纤、掺Yb3+增益光纤和多模光纤光栅,提出了一种可调高功率双波长自相似抛物线脉冲激光器。采用非线性薛定谔方程描述双波长自相似抛物线脉冲的传输和演化过程,并利用分步傅里叶方法进行数值模拟。输入脉冲在正色散单模光纤与掺镱增益光纤中产生自相似抛物线脉冲,多模光纤布拉格光栅对激光器进行双波长选择,通过调节偏振控制器实现双波长稳定运行。数值模拟分析结果表明该激光器的运行是可行且有效的。     

利用光纤的非线性效应产生多波长超短光脉冲

采用光纤环激光器为光源,色散位移光纤为非线性介质,利用光纤的非线性效应产生超连续（ｓｕ－ｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍ）光谱信号,光谱宽度超过４０ｎｍ,采用Ｆ－Ｐ腔和可调谐滤波器滤波后成功地得到了１２个不同波长的超短光脉冲,每个波长的光脉冲重复频率为２．５ＧＨｚ,相邻波长间距为３．５ｎｍ。