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.     

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.     

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。     

利用非线性渐增光纤产生自相似脉冲的特性研究

基于脉冲在非线性系数渐增光纤(NIF)中传输满足的非线性薛定谔方程,类比常见的色散渐减方式,研究了常见非线性递增方式的NIF获得抛物线型自相似脉冲的情况。数值研究的结果表明:在采用不同的非线性递增方式(线性、指数、高斯、双曲),最终输出的脉冲均具有较好的线性啁啾,且基本符合抛物线形状;同时初始时非线性渐增越快(即初始阶段增益较大)的非线性系数渐增光纤使得输出脉冲具有更强的线性啁啾,经啁啾补偿后的压缩脉冲压缩因子最大,适当增大始末非线性比值可获得更佳的压缩效果。     

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。     

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...     

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。     

改进的高功率飞秒脉冲系统理论研究

理论分析了由掺镱光纤放大器、高非线性光纤(HNLF)和光栅对组成的高功率飞秒脉冲产生系统。由于掺镱光纤放大器固有的有限带宽效应会导致脉冲抛物波形和线性啁啾的畸变,影响脉冲的压缩。在放大器和光栅对之间引入高非线性光纤,可以在展宽脉冲频谱的同时也保持波形和线性啁啾。针对高非线性光纤计算了不同的非线性系数和色散参量对压缩脉冲宽度和压缩效率的影响。研究表明,较高的非线性系数可以进一步降低最小压缩脉冲宽度,但是压缩效率随光纤长度增加而下降的趋势也变得越显著;较低的色散参量有利于得到更短的压缩脉冲,并且相对较高色散参量不会显著地降低压缩效率;在一定范围内,通过延长高非线性光纤可以缩短压缩脉冲,同时需要兼顾压缩效率。     

一种全光纤脉冲压缩器的理论分析

文章对由色散补偿光纤(DCF)、分布式拉曼放大的色散位移光纤(DSF)以及非线性光纤环镜(NOLM)构成的全光纤脉冲压缩器进行了理论分析和数值模拟.结果表明,光脉冲经DCF后可消除啁啾,为压缩提供有利条件;而经分布式拉曼放大的DSF后,脉冲得到了较大的压缩;最后再通过NOLM消基座.利用此压缩器可获得压缩率高且压缩效果好的光脉冲.     

非线性递增光纤实现脉冲绝热压缩的数值研究

从脉冲绝热压缩的理论出发,提出一种利用非线性递增光纤实现脉冲绝热压缩的新方 案。数值研究的结果表明:当选取合适的光纤参量时,脉冲在非线性递增光纤中的压缩过程基本符合绝热脉冲压缩的要求;但由于非线性系数随传输距离增大而不断增大,使得高阶效应,尤其是拉曼自频移作用得到加强,从而出射脉冲相对于入射脉冲有明显的延时;即使考虑到高阶效应的作用,依然能得到很好的脉冲压缩效果。     

基于交叉相位调制的孤子脉冲压缩效应研究

在负色散区 ,基本孤子在光纤中传输时其波形与脉宽保持不变。提出一种在负色散区利用交叉相位调制效应压缩基本孤子脉冲的新方法。采用分步傅里叶方法对非线性耦合方程进行了数值计算与模拟。研究了不同抽运功率、不同抽运脉冲啁啾参数以及不同脉宽对基本孤子脉冲压缩的影响。发现基本孤子脉冲不仅能够被压缩 ,而且光纤存在最佳压缩长度。在抽运功率一定的条件下 ,选取负啁啾的抽运脉冲 ,可获得更高压缩比的压缩光脉冲。另外 ,不同的脉冲宽度对孤子脉冲的压缩产生较大的影响 ,一般情况下 ,选用较窄的抽运脉冲易于产生较短的压缩光脉冲     

色散渐减光纤环形镜的一种改进方法

提出了一种由常规光纤和色散渐减光纤构成的新的非线性光纤环形镜(NOLM)。研究了该结构的动力学特性，并与色散渐减光纤(DDF)构成的环形镜进行了比较。数值结果表明，该类型光纤环形镜能产生无基座高品质超短光脉冲，压缩脉冲的啁啾小，在脉冲中心处呈线性，而且获得的脉冲能在无损耗的常规光纤中长距离稳定传输。压缩脉冲的压缩因子和基座能量与输入脉冲的初始脉宽和峰值功率有关，当输入脉冲的宽度增加时，所需的光纤长度变长，压缩因子和基座能量有所下降；当输入功率增加时，所需光纤长度变短，压缩因子和基座能量增加。研究结果还显示，在较大的输入脉冲峰值功率范围内，当脉冲获得最佳压缩时，与色散渐减光纤环形镜相比，新的光纤环形镜所用光纤长度短，压缩因子高。     

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.     

高速光纤网络中的超短光脉冲产生技术

文章综述了高速光纤网络中的超短光脉冲产生技术及其进展,讨论了实现高效率脉冲压缩的途径,介绍了作者利用阶梯色散渐减光纤环镜代替色散渐减光纤环镜的光脉冲压缩方法的研究成果.数值计算表明,该方法的压缩效果与色散渐减光纤环镜的压缩效果基本一致,解决了色散渐减光纤制作和选择困难的问题,给系统设计带来了方便.     

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     

初始啁啾对光子晶体光纤中飞秒脉冲压缩的影响

运用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输,计算分析了初始啁啾对脉冲压缩效应的影响.结果表明,初始啁啾有利于增强压缩效果,提高脉冲压缩质量和峰值功率,但使得最佳光纤长度减小.选取合适的光纤长度,可有望对各种波长的脉冲进行压缩.     

泵浦波长对光子晶体光纤中飞秒脉冲压缩的影响

采用分布傅立叶方法数值模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤反常色散区的非线性传输和压缩过程。计算和分析了不同泵浦波长对光子晶体光纤中超短脉冲传输和压缩的影响,结果表明,在相同初始脉冲峰值功率条件下,泵浦波长为1000nm的脉冲压缩因子和峰值功率最大,最佳光纤长度最短,但品质因子适中,并且随着初始峰值的增大,其压缩因子增长幅度最大。合理选择泵浦波长,有利于增强压缩效果,提高脉冲压缩质量和峰值功率,使得最佳光纤长度减小。     

基于拉曼放大对色散渐减光纤的绝热压缩效果的优化

数值研究了光纤损耗对色散渐减光纤中基孤子脉冲的绝热压缩的影响,并分析了利用分布式的拉曼放大来提高DDF的绝热压缩效果的方案.结果表明:光纤损耗严重破坏了DDF对基孤子绝热压缩的效果;采用分布式的拉曼放大能对DDF的绝热压缩起到很好的优化效果,获得更高的压缩因子和脉冲能量;当拉曼增益系数选取优化值0.27/LD时,脉宽为10 ps的基孤子脉冲压缩后可得到脉宽仅417fs、脉冲能量增至5.9倍、峰值功率增至136.3倍、基座能量比仅为2.8%的输出脉冲.     

色散渐减光纤中的绝热脉冲压缩研究

简述了绝热孤子压缩的机理,并对线性、指数、高斯、余弦和双曲5种类型色散渐减光纤(DDF)的绝热脉冲压缩过程进行了分析和讨论,结果表明线性渐减的DDF更适于绝热脉冲压缩.