光纤中光脉冲的直线平移及幅度衰减振荡特性

为了探索初始1阶相位调制对高斯光脉冲光纤中长距离传输特性的影响规律,从光纤中的非线性光演化方程出发,采用分步傅里叶算法,数值研究了初始1阶相位调制的高斯光脉冲在光纤中传输时的形状、幅度、时间轨道的演化特性。结果表明,高斯脉冲在长距离传输中,一方面其幅度呈现出衰减的振荡行为,另一方面其时间轨道则因为1阶相位调制的存在而发生直线平移;直线平移的大小和方向分别取决于相位调制参量的绝对值和正负号。该工作可扩展非孤子脉冲的长距离传输特性研究,并可用于脉冲时间轨道的直线调控。     

单模光纤中光脉冲传输的时频特性

计算了有无初始啁啾的高斯光脉冲信号在单模光纤中传输不同距离的波形,并用时频分析方法将光脉冲信号扩展到时间-频率的二维平面,通过时间窗、频率窗和Wigner-Vill分布的时频平面对高斯光脉冲的传输特性进行了分析.时频分析方法可以更直观和更清晰地了解光脉冲信号在传输过过程中色散和能量的变化.     

高斯脉冲在色散缓变光纤中传输特性的研究

应用变分法,研究了高斯脉冲在色散缓变光纤中的传输特性,导出了高斯脉冲参数的演化方程组.在此基础上,讨论了色散缓变和初始啁啾对脉冲宽度的影响.     

基于相移光纤光栅积分特性的超短光脉冲整形

基于传输矩阵法和耦合模理论,分析相移光纤光栅的传输函数以及透射谱特性,结果表明相移光纤光栅具有较好的积分特性,并且相移光纤光栅的积分阶数与所插入的相移点数成正比。基于相移光纤光栅一阶积分特性设计出一种光脉冲整形结构,该结构可将高斯型超短光脉冲整形成平顶脉冲或对称三角形光脉冲。通过进一步调整结构中的加权系数,该系统还可输出非对称三角形光脉冲。当输入的高斯型光脉冲的脉宽发生±10%的波动时,仍然可以得到效果较好的平顶脉冲和三角形光脉冲,故所设计的光脉冲整形系统具有较好的稳定性。     

初始啁啾对凸形色散平坦光纤超连续谱的影响

采用分步傅里叶方法数值研究了线性频率啁啾对高斯光脉冲在凸形色散分布平坦光纤中产生超连续(SC)谱的影响,并与啁啾双曲正割脉冲产生SC谱的情况进行了比较.结果表明:无啁啾高斯光脉冲的SC谱达到200 nm以上,其特性优于双曲正割脉冲的SC谱;获得最佳SC谱所需光纤长度随啁啾参量C增加而缩短;负啁啾时的SC谱特性劣于正啁啾时的特性,2种情况下的SC谱特性均劣于无啁啾时的SC谱特性,SC谱特性的劣化程度随|C|的增加而增大;在最佳SC谱对应的传输距离附近,高斯脉冲频谱质心随C的增加而红移且红移速度逐渐增加,比双曲正割脉冲的红移大且红移速度增加;高斯脉冲方均根频谱和脉宽随传输距离和随C增加逐渐展宽且展宽速度逐渐加快,比双曲正割脉冲的相应参量展宽得快且宽.     

色散对光纤中高斯光脉冲传播特性的影响

从麦克斯韦方程组出发,建立了光脉冲在光纤中传播的理论模型。在只考虑色散效应的情况下,对该理论模型进行进一步的研究,数值模拟出高斯光脉冲在光纤中的传输状态,并讨论了色散对光脉冲传播特性的影响。结果表明,群速度色散会增加光脉冲的宽度而波形保持不变;三阶色散会引起光脉冲的畸变。该结论对光纤的色散补偿具有一定的理论参考价值。     

单周期超短脉冲光束的时空传输

当电偶极子以高斯脉冲形式随时间振荡时，辐射出的电磁场可以用来描写非缓变包格近似条件下单周期超短脉冲光束在自由空间中的传输特性。利用复点源模型，通过分析和计算，我们得出它的传输特性。第一，在空间传输过程中，单周期超短脉冲高期光束能流密度基本保持高斯函数不变，振幅大小随不同的z平面振荡。第二，单周期超短脉冲光束在真空中主要以光速c沿z方向传输。在传输过程中，脉冲宽度保持不变，脉冲形状演变成不对称。能流密度不再随时间作简谐振荡，它的振幅构成一个高斯形状的包络。     

光脉冲特性测量和分析的新方法

文章给出并采用了光脉冲特性分析新方法,对10 GHz光脉冲在色散平坦光纤中的线性传输前后的时域波形、相位和时间带宽积等作了深入研究,并与数值计算得到的双曲正割和高斯光脉冲线性传输特性作了比较,对光脉冲的时域波形、啁啾等作出了更准确的判断,进一步证实了光脉冲的二次谐波-频率分辨光学门测量及其分析新方法的可靠性和准确性.     

Sech型光脉冲在光纤一光栅对中的传输和变换

借助脉冲的等效时间复参数讨论了Sech型光脉冲通过光纤一光栅对系统后的传输和变换特性,给出了脉冲压缩的最佳条件,为处理非高斯型光脉冲经过线性系统的传输提供了一种有效的方法。     

高斯脉冲在光纤中传输的光纤光栅色散补偿研究

高斯脉冲在光纤中传输一段距离后，啁啾系数和脉冲宽度均要发生变化，不同啁啾系数和脉冲宽度的高斯脉冲经过啁啾光纤光栅反射后的脉宽压缩特性也不同。本文介绍了啁啾高斯脉冲在光纤中的传输特性以及啁啾高斯脉冲经啁啾光纤光栅反射后的传输特性。理论分析和实验均表明，使用啁啾光纤光栅实现长距离色散补偿时，最佳色散补偿长度与光栅位置有关。     

光子晶体光纤中频率啁啾对超连续谱的影响

基于光子晶体光纤(PCF)中脉冲演变遵循的非线性演化方程,用数值方法研究了反常色散情形下PCF中脉冲初始啁啾对超连续谱产生的影响,探讨了利用脉冲啁啾控制超连续谱产生的方法。结果表明：正、负啁啾均使谱展宽的速率变小,尤其是负啁啾情形,展宽速率更小,说明啁啾对谱展宽是不利的;在一定的初始条件下,光谱展宽存在一个最佳光纤长度,在这个长度处,光谱展宽最大,进一步增加光纤长度,谱宽基本保持不变;相对于变换极限脉冲来说,初始正、负啁啾脉冲对应的最佳光纤长度分别缩短和延长。     

双折射色散阶跃光纤中太赫兹脉冲的提取

根据光脉冲在双折射色散阶跃光纤中调制不稳定性,研究了双折射色散阶跃光纤中调制不稳定性增益谱随传输距离的变化关系.结果表明:在弱双折射色散阶跃光纤和强双折射色散阶跃光纤中,利用调制不稳定性增益谱随传输距离的变化关系可分离和提取THz脉冲.     

激光脉冲水下传输时域展宽的蒙特卡罗模拟

建立蒙特卡罗模型模拟光子的水下传输,研究了激光脉冲水下传输后时间扩展特性,分析了传输距离、光接收面尺寸等系统参数以及海水介质不对称因子、海水有效衰减系数等水质条件对脉冲时间扩展特性的影响,模拟结果表明:传输距离越大,激光脉冲的时间宽度越宽;光接收面积越大,脉冲时间扩展越严重;海水的前向散射性越强,脉冲的时间宽度越窄;海...     

A complex radio signal in ionospheric plasma

Analytic solution of the problem on propagation of a frequency-modulated radio pulse in cold isotropic collisional plasma is presented. The solution does not involve the Fourier integral and is not restricted to the distance of propagation or to the a priori choice of the shape of the initial pulse envelope. Rectangle pulses with linear and V-shaped frequency modulation and a trapezoidal pulse with linear frequency modulation are considered. The obtained solution is applied to analysis of distortions of such pulses during propagation along an ionospheric path. It is shown that the solution is efficient in the analysis of the uncertainty function of a propagating pulse     

电磁脉冲在地表大气中的传播

利用传递函数的方法研究电磁脉冲在大气中的传播规律，通过数值计算比较了矩形脉冲在实际地表大气和真空中衰减的差别，对矩形脉冲和正弦波，不同上升、下降沿梯形脉冲的大气衰减特性也做了比较。数值结果表明，大气吸收衰减使脉冲传播的距离降低，由于大气对不同频率电磁波的吸收不一致，矩形脉冲、正弦波在大气中的衰减随距离交迭变化，具有不同频谱分布的脉冲在大气中传播也有差异。     

Plane wave pulse propagation through random media

The theory of plane wave pulse propagation through a random medium, under the forward-scattering assumption is presented. Since pulse propagation characteristics are determined by two-frequency mutual coherence functionGamma, a set of normalized curves is given forGammafor different propagation parameters (operating frequency, propagation distance, turbulence strength or density of scatterers, etc.). From the curves one can obtain the coherence bandwidth of a wave for a variety of situations. A received pulse form due to an input delta function is given in a normalized form which is applicable to the whole range of strong fluctuation. The results are applied to optical pulse propagation in dense clouds. It is shown that the high data rate optical pulse communication through clouds may be limited due to a narrow coherence bandwidth of the order of megahertz. A good agreement between the theoretical prediction and the available experimental data has been demonstrated for both the received pulse shapes and the pulse durations of an optical pulse in clouds.     

激光脉冲在克尔介质中传播的近似描述

将克尔介质等效为时域二次折射率介质的基础上，考虑折射率系数随传播变化的情况，得到了激光脉冲在克尔介质中传播时近似的解析描述。     

Sub-picosecond chirped pulse propagation in concave-dispersion-flattened fibers

We propose the sub-picosecond chirped soliton pulse propagation in concave-dispersion-flattened fibers(CDFF).The effects of pulse characteristics and the fiber dispersion parameters on propagation characteristics of the chirped soliton pulse are numerically investigated in the CDFF by the split-step Fourier method(SSFM).The unchirped soliton pulse can stably propagate with unchanged pulse width in the CDFF.The temporal full width at half maximum(FWHM) of the chirped soliton performs a damped oscillation with the increase of propagation distance.The period and amplitude of theoscillation increase with the increase of the chirp parameter |C|.The effect of high-order dispersion(β3-β6) on soliton propagation characteristics can be neglected.The soliton pulse slightly broadens with the increase of propagation distanceand still maintains soliton characteristics when the fiber loss(ATT) is further considered.The variation of root-meansquare(RMS) spectral width with propagation distance is opposite to that of the temporal width.The output spectrum of soliton has a single peak for the unchirped case,while has multi-peak for chirped case.The temporal width of the soliton obviously increases with the increase of the initial width,decreases with the increase of dispersion peak D0 of the fiber,and slightly increases with the decrease of dispersion coefficients k1 and k2 of the fiber.     

The Distortion Characteristics of a Pulse Wave Propagating through Fog Medium at Millimeter Wave Band

When a pulse wave propagates through fog, the effects of distortion, being severer at millimeter wave band, is caused by fog because of its dispersive property. The transfer function of a pulse signal is obtained by the theory of radio wave propagation; the complex envelope is deduced by the solution of Fourier integral. The broadening and compressing effects of a pulse wave are discussed. The variations of distortion effects with pulse-width, propagation distance and visibility of fog are found. As an example, the simulating and calculating results of distortion effects for Gaussian pulse at millimeter wave band are given.     

相关参量对纳秒贝塞尔光脉冲光束传输的影响

在广义的惠更斯-菲涅耳衍射积分理论和稳相法的基础上,研究了纳秒高斯光脉冲通过理想加工和截面成椭圆的轴棱锥后最大无衍射距离内的光场分布,根据导出的光场表达式,数值模拟了三维光强分布及相应光斑图.研究表明在椭圆加工误差存在的情况下,不同椭圆误差、不同传输距离、不同光波波长对纳秒贝塞尔光脉冲光束传输均有影响.实验采用胶片扫描法对垂直于传播轴的横截面内纳秒光斑进行了记录分析.实验结果和理论模拟吻合很好.