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。     

一种双零色散光子晶体光纤的高非线性研究

运用多极法,通过优化孔节距和包层空气孔半径设计了一种具有双零色散波长的高非线性光子晶体光纤,利用分步傅里叶方法数值模拟了超短脉冲在其中传输的情况,发现经过传输,两个零色散波长之间的主要能量被转换至位于正常色散区的两个边带峰处.泵浦的转化率很高,以至于多于99%的光能都被转移至两边带峰,且两边带峰很平坦,它们对波长波动,但对脉冲能量和泵浦脉冲的啁啾不敏感,这就产生了高稳定性的谱带.     

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.     

高非线性石英基光子晶体光纤产生宽带可调中红外孤子的实验研究

通过研究发现双包层结构能降低石英基光子晶体光纤损耗,并制备一种高非线性双包层结构石英基光子晶体光纤来进行实验研究.使用钛宝石飞秒激光器将实验室自制的石英基光子晶体光纤在反常色散区泵浦,研究不同的泵浦功率和泵浦波长对中红外超短脉冲孤子的影响,并分析了石英基高非线性光子晶体光纤中红外超短脉冲孤子产生的物理机理.结合实验发现在泵浦功率为827 nm,功率从0.1 W增加到0.42 W时,中红外第一个孤子随功率增加从1933 nm移动到2403 nm,可调范围达到470 nm,为石英基光子晶体光纤产生宽带可调超短脉冲源创造了很好的条件.     

光纤布拉格光栅非线性孤子的特性分析

以非线性耦合模理论为基础，用数值计算的方法分析了光纤光栅非线性孤子的特性。结果表明，在较弱光脉冲输入时，脉冲被展宽幅度降低；在强光脉冲输入时，脉冲的幅度，速度和脉宽保持不变，孤子形成；当更强光脉冲输入时，脉冲被压缩同时产生随距离而变的线性啁啾。当波长位于负色散区的弱脉冲和位于正常色散区的强泵浦脉冲共同传输时，输入弱脉冲被压缩。     

高效率可调谐紫外微微秒脉冲列的产生

最近，以产生稳定可调谐超短光脉冲列为目的，正在活跃地开展锁模连续波染料激光器的研究工作。但是，其波长范围只限于可见光区，在考虑超短光脉冲列的应用时，把波长范围扩展到波长更短的紫外区这一问题,可以说是重要的研究课题之一。     

基于色散位移光纤中交叉相位调制的波长转换

为了研究全光波长转换的实现方法,采用色散位移光纤中脉冲光和连续波间的交叉相位调制效应,使得连续波产生频移和展宽,然后利用光纤光栅滤波,得到了重复频率为57.97MHz、脉冲宽度为2ns的转换脉冲,这与抽运脉冲重复频率、脉冲宽度基本相同,而且连续波可调范围是1537nm~1560nm。结果表明,基于色散位移光纤中交叉相位调制效应的波长转换具有较宽的波长转换范围和较快的转换速度,是一种简单、高效和通用的波长转换技术。     

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。     

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.     

基于光子晶体光纤和飞秒激光源的近红外波段宽带孤子和可见区高效色散波产生的实验

将钛宝石激光器产生的飞秒激光脉冲泵浦实验室自制的高非线性双折射光子晶体光纤,脉冲的中心波长为820 nm,位于光子晶体光纤的接近于零色散的反常色散区.实验结果表明:随着泵浦功率的增加,一阶孤子的中心波长发生了红移,同时产生的色散波的中心波长则发生蓝移进入可见光区.当泵浦功率达到0.45 W时,色散波与残余泵浦的输出功率比为42.67,色散波的带宽达到81 nm,而处于近红外波段的红移孤子带宽可达231 nm.利用高非线性光子晶体光纤产生近红外波段宽带孤子和可见区高效色敬波的实验对飞秒激光频率转换和光谱展宽具有很好的借鉴意义.     

Generation of bright and dark soliton trains from continuous-wavelight using cross-phase modulation in a nonlinear-optical loop mirror

A simple technique for the simultaneous generation of bright and dark soliton trains from continuous-wave (CW) light is proposed and demonstrated theoretically. It is based on the optical switching characteristics of a nonlinear-optical loop mirror (NOLM) through which the CW signal is switched by a pump pulse train at another wavelength by the creation of cross-phase modulation-induced phase bias between the counter-propagating CW components. The transmitted and reflected signals exiting from the NOLM can then evolve, respectively, into bright and dark soliton trains in fibers with the appropriate group-velocity dispersion at the signal wavelength. Numerical simulations indicate that the generated solitons can be narrower than the pump pulses and that the scheme permits the conversion of nearly all of the CW energy into the soliton train energy without generating pulse pedestals     

同步脉冲诱导的高功率中红外差频产生技术（特邀）

提出并实验探究了基于同步脉冲诱导的中红外差频产生技术,利用高速光电探测器将泵浦光脉冲转换为超短电信号,使其驱动宽带的幅度调制器,作用于可调谐连续激光器上,从而实现双色脉冲的稳定时域同步。利用了同步脉冲诱导的非线性差频过程,有效降低了光参量下转换的泵浦阈值,能够获得瓦量级的中红外超短脉冲输出,最大泵浦光转换效率达60%,且中心波长在3000~3175 nm范围内可调谐。得益于全保偏光纤架构,平均功率的不稳定度(STD/MEAN)在1 h内低至0.07%,展现了优异的长期稳定性。此外,该方案利用光-电-光高速调制实现高精度脉冲同步,免除了复杂的反馈电路,具有结构简单、即插即用、鲁棒性强的特点,为拓展中红外光源在野外的应用奠定了基础。     

飞秒光参量放大技术原理及应用

飞秒光参量放大技术是一种获得宽带飞秒脉冲的有效手段.首先介绍了飞秒光参量放大技术的基本原理,并通过数值模拟显示了群速度失配及位相失配对信号转换过程的影响.数值计算结果表明:群速度失配及位相失配会导致转换效率下降,群速度失配还会导致脉冲发生畸变.其次,综述了该技术在超短脉冲特别是周期量级脉冲产生方面的研究进展,并介绍了Baltuska等设计的可以产生3.9 fs脉冲的非共线光参量放大装置.其中,详细讨论了超连续白光注入源、泵浦光角色散以及晶体选择三方面内容.最后介绍了该技术在高能飞秒脉冲产生方面取得的最新研究进展.     

激光在光子局域化研究中的应用

概述了无序光学介质中光子局域化的理论基础及其研究内容,介绍了几个常用激光器进行强光子局域化现象观测的实验,总结了用超短脉冲激光器进行的光子局域化时域研究所取得的成果,建议加强中红外可调谐超短脉冲激光生成的研究以促进中红外光子局域化的研究.     

Generation of picosecond optical pulses with highly RF modulated AlGaAs DH laser

AlGaAs DH lasers with strong RF modulation superimposed on the relatively low dc bias below the oscillation threshold were demonstrated to be feasible for generation of a train of approximately 30 ps optical pulses at a repetitive frequency of sub-GHz range. The pulse envelope width was measured by three different methods: a fast response photodetector, the second-harmonic generation (SHG) correlation method, and an ultrafast streak camera. The results of the SHG correlation and the streak camera agreed fairly well. In order to explain the generation mechanism and the characteristics of these ultrashort optical pulses in a highly RF modulated semiconductor diode laser, the rate equation analysis was performed and the results were generally in good agreement with the experiment. Furthermore, from the computer simulation for the analysis of the SHG correlation traces, it was inferred that an individual ultrashort optical pulse has internal substructures made of fluctuating fields whose spike widths were of the order of subpicoseconds, due to the randomness of the phases among lasing modes.     

1GHz,11ps超短光脉冲的波长变换实验

报道了采用国产的器件进行重复频率为1GHZ,脉冲最大半宽度为11ps的超短光脉冲基于半导体光放大器的交叉增益调制的波长变换实验。实验得到了以下几个结论：（1）变换信号光较初始光脉冲有较大的展宽,变换信号光的最大半宽度为初始信号光的最大半宽带的20倍;（2）变换信号的频谱宽度较原始信号光压窄;（3）变换信号的中心波长较原始信号的中心波长有轻微的红移;（4）变换信号的消光比比初始信号的消光比减小。     

Wavelength conversion and pulse reshaping through cascaded interactions in an MZI configuration

An optical wavelength converter based on second-order cascaded interactions in a waveguide is presented. The conversion mechanism relies on the combination of amplification and nonlinear dephasing of a signal field in the presence of a strong pump field at the phase-matching wavelength for second-harmonic generation. The considered scheme of the device is that of a Mach-Zehnder interferometer. The performance is numerically evaluated in the pulsed regime. A wide conversion bandwidth and high conversion efficiency is found. An operating regime can be found in which a significant reshaping of the output pulses, with respect to input pulses, can be observed.     

细菌视紫红质膜的光抽运质子(电荷) 转移的光学动态吸收特性研究

用自行设计的“连续抽运-探测光 脉冲抽运光”的实验系统,在不同波长的连续和脉冲光作用下,研究了细菌视紫红质(BR)膜的瞬态光吸收性质,并着重以632.8nm的激光为连续抽运-探测光研究了BR的质子电荷光循环过程中,各能态的光吸收动力学过程及其瞬态光吸收特性与连续抽运-探测光强和脉冲抽运光强的关系     

Wavelength-tunable multicolor Raman soliton generation using an ellipse polarized pump pulse and highly birefringent optical fibers

Wavelength-tunable multicolor optical pulse generation based on the self-frequency shift of a Raman soliton was demonstrated. An ellipse polarized pump source, a highly birefringent (HB) optical fiber, and a highly nonlinear dispersion-shifted fiber were used to generate Raman soliton pulses. The wavelength was tuned by controlling the polarization of the pump source. Raman soliton pulses with six different colors and low wavelength crosstalk under 20 dB have been successfully generated.     

超短中红外激光脉冲的产生及其发展状况

超短中红外脉冲对研究物理、化学、生物学和半导体内的超快过程等有非常重要的作用。介绍了参量振荡、差频产生、参量放大产生超短中红外激光脉冲的方法,及国内外相关研究的最新进展。