色散缓变光纤中基于交叉相位调制的不稳定性研究

研究了色散缓变光纤中基于交叉相位调制的不稳定性,得到了同时计及离散和光纤损耗效应时的色散关系式。发现在抽运功率、传输距离、光纤损耗相同的条件下,色散缓变光纤较常规光纤具有较宽的增益谱;研究同时发现,较大的色散缓变参量及两光束较小的离散均会使增益谱的谱宽加宽,振幅的增长速度加快。并用数值方法验证了利用色散缓变光纤更易产生超短脉冲。     

色散缓变光纤中五阶非线性调制不稳定性

在三五阶非线性共存时,研究了有损耗单模光纤中基于两光波交叉相位调制的不稳定条件和增益谱.在色散缓变光纤正色散区,分析了五阶非线性系数、色散纵向变化参量以及两扰动的频率大小关系对交叉相位调制不稳定增益谱的影响.结果表明,在五阶非线性下,色散的纵向渐减仍有利于展宽调制不稳定增益谱;正五阶非线性可使增益谱的谱宽和谱峰值增大,并使谱峰位置远离主波频率,负五阶非线性的作用则相反;两扰动频率大小关系不同,色散纵向参量的变化对增益谱的谱峰大小和位置的影响也不同,五阶非线性对交叉相位调制不稳定性的加强或抑制程度也不同.     

五阶非线性色散缓变光纤负色散区的交叉相位调制非稳

推导了三、五阶非线性共存时有损耗单模色散缓变光纤中同偏振、不同波长的两光波的交叉相位调制不稳定条件和增益谱。在色散缓变光纤负色散区,详细分析了五阶非线性系数、色散纵向变化参量、两扰动的频率大小关系对交叉相位调制不稳定条件和增益谱的综合影响。结果表明,正、负五阶非线性分别对交叉相位调制不稳定性起加强和抑制的作用;两扰动频率大小关系不同,色散纵向参量的变化对调制不稳定增益谱的影响也不同;随参数的不同,增益谱存在有截止频率和无截止频率2种形状。     

非线性双折射色散缓变光纤中极化调制不稳定性

利用光脉冲在光纤申传播时所遵守的相干非线性薛定谔耦合方程，研究了线偏振光在双折射色散缓变光纤申的传输特性．结果表明，线性双折射、非线性效应和色散的相互作用，使光的偏振状态发生变化，产生交叉相位调制(XPM)，从而导致相位匹配参量的四波混频．这一过程不仅在反常色散区产生，在正常色散区也能产生，并且当传输距离发生变化时，也随之发生变化．     

交叉相位调制产生调制不稳定性的基态增益谱

在考虑光纤损耗的情况下,从非线性薛定谔方程出发,推出了交叉相位调制（ＸＰＭ）所致财制不稳定性（Ｍ）的基态增益谱。研究结果表明,ＸＰＭ产生的ＭＩ不仅在光纤反常色散区可以产生,而且在正常色散区也可以产生;光纤损耗不仅影响增益谱的下降,而且影响增益范围减小。     

色散缓变光纤中交叉相位调制不稳定增益谱

从非线性薛定谔方程出发得到了色散缓变光纤中交叉相位调制(XPM)不稳定性的增益谱。结果表明,XPM产生的调制不稳定性既可以在光纤反常色散区产生,也可在正常色散区产生,反常色散区的增益谱宽比正常色散区宽,且色散缓变光纤中XPM不稳定增益谱宽比普通光纤中XPM不稳定增益谱宽宽,增益峰值高。色散缓变光纤是XPM调制不稳定性的较好色散介质。     

不同剖面色散缓变光纤中调制不稳定性分析

研究了不同群色散剖面结构的色散缓变光纤中调制不稳定性增益谱。结果表明,各种群色散剖面光纤的增益谱宽并不相同,指数型光纤的增益谱宽与传输距离是一单调关系;线型、高斯型、对数型光纤的增益谱宽变化曲线都有一个谷底;双曲线型光纤情况较为特殊,它的增益谱宽先是展宽,然后又逐渐减小。并从调制不稳定性的角度解释了用色散缓变光纤实现脉冲压缩的机理。     

非线性高双折射色散缓变光纤中矢量调制不稳定性

利用光脉冲在光纤中传播时所遵守的相干非线性薛定谔耦合方程,研究了在偏振方向 沿两个双折射轴的分量强度相等时,色散缓变光纤中反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性。结果表明在反常色散区和正常色散区,随传输距离的增加调制功率区域加宽,对应不同的功率区域输入脉冲有不同的增益谱,并且当输入脉冲功率一定时,随传输距离的增加导致增益谱表现出明显的不同。     

自变陡效应与色散缓变光纤中的调制不稳定性

研究了自变陡效应对色散缓变光纤中光脉冲的调制不稳定性的影响。发现自变陡效应使增益谱的谱宽变窄、振幅的增长速度减慢,而且其影响程度与色散缓变参量有关。当选取色散缓变参量为某一最佳值时,增益谱的谱宽最宽;当色散缓变参量、光纤损耗及传输距离满足另一特定关系式时,调制不稳定性不再发生,光脉冲达到稳定传输。     

交叉相位调制不稳定性的进一步分析

从耦合非线性薛定谔方程出发,分析了光纤中两光波因交叉相位调制(XPM)所致的调制不稳定性(MI)产生的条件及增益谱。结果表明,当一光波处于正常群速度色散(GVD)区,另一光波处于反常群速度色散区时,与两光波参数有关的扰动增益谱应有3种可能的形式;在一定条件下,在某一微扰频率范围内,甚至还会同时出现两种形式的增益谱。     

基于交叉相位调制的高阶孤子压缩效应的研究

从描述双脉冲传输的耦合非线性薛定谔方程组出发，利用分步傅立叶变换方法，研究了高阶孤子脉冲的压缩效应。结果表明，在交叉相位调制(XPM)的作用下，高阶孤子在传输过程中不仅可被压缩，且存在着最佳压缩光纤长度；采用超高斯脉冲作为初始输入波形更易获得较短的压缩光脉冲；在泵浦脉冲脉宽一定的条件下，信号脉冲的压缩因子随着其初始输入脉宽的增加而增大。     

阶跃光纤中相近频率传输区域的调制不稳定性

利用激光脉冲在光纤中传播时所遵守的相干非线性薛定谔耦合方程,研究了非线性双折射色散阶跃光纤(SWDF)中两相近频率的激光脉冲,其偏振方向相互正交且平行于光纤的双折射轴,且偏振方向沿2个双折射轴的分量强度相等时,在同为反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性.结果表明,在反常非线性区和正常色散区都能产生调制不稳定性;在正常色散区存在不同的调制不稳定性功率区域,对应不同的功率区域导致增益谱表现出明显的不同,并且,当输入功率和波长差(或频率差)一定时,增益谱随传输距离变化保持形态不变.     

非线性轴向不均匀单模光纤中的调制不稳定性

本文分析了非线性轴向不均匀单模光纤中的调制不稳定性,给出了不同情形下光纤调制总增长值,修正了Anderson关于最大调制增长值的结果,得出了维持调制增长的光纤长度,尽管存在光纤损耗,也可达到非常大的数值的结论。     

Supercontinuum Generation Enhanced by Cross-phase Modulation in Dispersion-flattened and Decreasing Fiber

Supercontinuum spectrum generation in a dispersion-flattened and decreasing fiber with two orthogonally polarized pulses was simulated and calculated. The research results indicated that the supercontinuum spectrum generated by two orthogonally polarized pulses is wider and flatter than that generated by single polarized pulse due to cross-phase modulation. The cross-phase modulation effect can enhance the supercontinuum spectrum generation. When the pump power of the input pulse is lower, the enhancement of supercontinuum spectrum generation by cross-phase modulation effect is more significant.     

非线性双折射阶跃光纤中的极化调制不稳定性

利用光脉冲在光纤中传播时所遵守的相干非线性薛定谔耦合方程,研究了线偏振光在 弱双折射阶跃光纤中的传输特性。结果表明,由于线性双折射和色散的相互作用,导致光的偏振态发生变化,产生交叉相位调制(XPM) ,从而导致相位匹配参量的四波混频。这一过程不仅在反常色散区产生,在正常色散区也能产生,并且当表征距离的级数m发生变化时,也随之发生变化。     

保偏阶跃光纤中矢量调制不稳定性

利用光脉冲在非线性双折射光纤中传播时所遵守的相干耦合非线性薛定谔方程，研究了保偏色散阶跃光纤（SWDF）中偏振方向与双折射轴成任意角度时、在反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性。结果表明：在反常色散区，对于任意的偏振角和任意输入功率的光脉冲都产生调制不稳定性；在正常区散区，存在不稳定区域和稳定区域，对应不同的不稳定区域输入临界功率不同，脉冲有不同的增益谱，给出了调制不稳定性增益谱随传输距离和偏振角的变化关系。