离散效应对光子晶体光纤中飞秒脉冲压缩影响

为了研究离散效应对光子晶体光纤中飞秒信号脉冲压缩的影响,采用分步傅里叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程,模拟了双飞秒脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程;计算和分析了离散效应和非同步耦合对信号脉冲压缩的影响。结果表明,当抽运脉冲在反常色散区进行抽运,而信号脉冲在正常色散区入射时,在群速度色散、3阶色散,自相位调制及交叉相位调制联合作用下,信号脉冲在传输过程中不仅被压缩且存在最佳光纤长度;离散效应导致信号脉冲压缩因子减小,所需最佳光纤长度增加以及压缩后的脉冲频谱呈现不对称,采用非同步耦合有利于改善信号脉冲的压缩质量。     

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。     

皮秒脉冲泵浦光子晶体光纤超连续谱产生的研究

在包含自发拉曼散射噪声的广义非线性薛定愕方程的基础上,利用单光子噪声模型,理论研究了泵浦脉冲的中心频率和峰值功率对皮秒脉冲在光子晶体光纤中时域和频域演化的影响．发现在正常色散区泵浦,由色散和自相位调制的联合作用引起光波分裂导致皮秒脉冲展宽;零色散波长附近泵浦,光波展宽以四波混频为主;反常色散区域泵浦,调制的不稳定性将初始脉冲分解成一系列孤子脉冲后,高阶孤子分裂、拉曼散射、孤子自频是导致光谱展宽的主要机制．自相位调制感应调制不稳定性在皮秒脉冲初始分裂过程中发挥了重要作用。     

高阶效应对微结构光纤中超连续谱产生的影响

采用分布傅立叶方法求解了广义非线性薛定谔方程（GNSE）,数值模拟了飞秒激光脉冲在微结构光纤中的非线性传输和超连续谱的产生,详细分析了脉冲拉曼散射、自陡峭效应以及三阶色散对超连续光谱产生的影响。分析结果表明：超短脉冲在微结构光纤中传输时出现孤子自频移现象,同时也发现脉冲内拉曼散射和自相位调制的联合作用导致高阶孤子分裂,光谱得到极大展宽,在时域中出现两个滞后的拉曼孤子,三阶色散和自陡效应对光谱的形状影响较小,起着与脉冲内拉曼散射相反的作用,自陡效应比三阶色散效应对光脉冲的影响大一些。     

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。     

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。     

皮秒正啁啾脉冲的孤子效应压缩

在近似求解非线性薛定谔方程、分析单模光纤负群速度色散区群速度色散和自相位调制效应所致频率啁啾对入纤正啁啾脉冲的调制压缩机理的基础上，定量计算了在光纤负色散区损耗对初始正啁啾皮秒脉冲孤子效应压缩的影响．结果表明：初始正啁啾改善了损耗对压缩参量的不良影响，遏制了最佳光纤长度的增加，增强了压缩效果，提高了压缩质量．选取适当的光纤长度和初始峰值功率，可望实现光学脉冲在单模光纤中的有效压缩．     

高阶色散和高阶非线性效应对准光孤子传输的影响

为了研究高阶色散和高阶非线性效应对其在普通光纤上传输的影响,用数值模拟的方法研究了三阶色散、自陡效应和脉冲内拉曼散射效应对准光孤子传输的影响.结果表明准光孤子在实际的普通光纤中传输时,三阶色散、自陡效应和脉冲内拉曼散射效应中,冲内拉曼效应对其传输产生的影响比较大,致使准光孤子在普通光纤上传输时脉冲不断展宽,脉冲峰值功率降低,不能长距离保持脉冲形状不变.     

高非线性光子晶体光纤中飞秒脉冲压缩(特邀)

采用全矢量有限元法和分步傅里叶法模拟计算了高非线性光子晶体光纤在近红外光谱区（特别是在850 nm）的飞秒脉冲孤子效应压缩,提出了一种新的反常群速度色散（2=-50.698 ps2/km）、小高阶色散和高非线性（=268.419 1 W-1/km）二氧化硅芯光子晶体光纤结构,建立了包含高阶色散和拉曼散射的非线性薛定谔方程,研究了高斯脉冲在此光纤中传输时,光纤长度和孤子阶数对脉冲压缩的影响,分析了光纤中2~5阶色散,研究表明:孤子阶数为8时,品质因子和压缩因子均达到最大,初始脉冲的峰值功率P0=3 357.8 W,压缩效果最好;优化光纤几何和光学参数,可以得到了高品质因数、小底座的超短光脉冲。     

光子晶体光纤中非线性传输的数值研究

数值模拟了飞秒激光脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程,详细计算分析了自相位调制（SPM）、脉冲内拉曼散射（ISRS）、自陡峭（SS）以及群速度色散（GVD）、三阶色散（TOD）、四阶色散(FOD)对脉冲传输和频谱的影响。结果表明,在反常色散区,脉冲内拉曼散射以及三阶、四阶色散对频谱的展宽和脉冲的平滑都有着重要作用;而自陡峭是使高阶孤子分量产生分裂衰变,对光谱的不对称展宽有一定影响。     

Short pulse generation by higher order soliton-effect compression:effects of optical fiber characteristics

The effects of optical fiber characteristics on higher order soliton-effect pulse compression are investigated. We show that, for the compression of pulses with widths in the range of a few picoseconds or less, stimulated Raman scattering and third order dispersion result in severe degradation of the optimum compression ratio F_opt, while self-steepening has negligible effect. The initial pulse width dependence and the group velocity dispersion dependence of F_opt are investigated, leading to the identification of regimes that maximize F_opt and minimize the compressed pulse width. The effects of stimulated Raman scattering and third order dispersion on the quality of the compressed pulses are also investigated     

Effects of the cross-phase modulation on the propagation of femtosecond optical pulses in photonic crystal fibers

The propagation of two femtosecond pulses in the region with minimum group-velocity dispersion, influenced by the cross-phase modulation (XPM) in photonic crystal fiber (PCF), is investigated in this paper. The adaptive split-step Fourier method is used to simulate the generalized nonlinear Schr?dinger equations (GNSE). The numerical results show that the combination of the Raman scattering and XPM can make the spectrum and the pulse shape changed, inducing the pulse compression and supercontinuum generation. The Raman effect from molecular vibrations, which can make the pulse spectrum in anomalous-dispersion region to be more symmetrical, is also discussed.     

高相干度超连续谱的产生和脉冲压缩的研究

为了研究全波段正常色散光子晶体光纤中高相干度超连续谱的产生及其脉冲压缩,采用分步傅里叶法数值模拟了超短光脉冲在全波段正常色散光子晶体光纤中的非线性传输和超连续谱的产生;利用1阶相干因子分析了抽运波长和入射峰值功率对超连续谱相干特性的影响。结果表明,色散效应越弱,越有利于高相干度超连续谱的产生;在色散效应较小处抽运时,获得了带宽为587nm、平坦度小于7dB的高相干度的超连续谱;超连续谱的相干性越高,越有利于脉冲压缩,采用光栅对压缩器对高相干度超连续谱脉冲进行压缩,获得了8.4fs、压缩质量因子为88.88%的超短光脉冲。因此,抑止色散效应,利用自相位调制可获得高相干度的超连续谱及高质量的脉冲压缩。     

DWDM系统中色散对受激喇曼散射的影响

研究了光纤色散对波分复用(WDM)系统中受激喇曼散射(SRS)非线性效应的影响.提出了一种简便且物理意义明确的分析计算模型,它适合于任意输入信号、任意信道数,以及不同的色散参量.基于该模型,深入分析了两信道光纤通信系统中,各种色散参量下,色散对SRS的影响,得出了色散能减小SRS效应所引起的输出功率的波动的结论,并且给出了在不同色散参量下,输出功率标准差随距离变化的曲线.     

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。     

Dependence of cross-phase modulation on channel number in fiber WDMsystems

The phase term appearing in the expression for cross-phase modulation due to the optical Kerr effect depends on the sum of the powers carried by each wavelength channel. For this reason, one might expect that the amount of cross-phase modulation would increase with increasing channel number, causing increased interference among channels and hence limiting the total number of channels that a WDM system can support. However, computer simulations of multichannel systems have shown no change in signal distortion as the number of wavelength channels is increased from four to eight. In a simulated three-channel system, the signal distortion of the central channel approaches that of a single-channel system as the wavelength separation is increased to approximately 2 nm. Thus, even a moderate amount of dispersion tends to cancel out the influence of cross-phase modulation, so that beyond a certain wavelength spacing, additional channels do not interfere with the channel under consideration. From these observations, we conclude that cross-phase modulation does not limit the number of wavelength channels that a single optical fiber can support. However, self- and cross-phase modulation are not the only nonlinear effects influencing fiber lightwave systems. Stimulated Raman scattering tends to transfer optical power from short-wavelength channels to channels operating at longer wavelength, degrading their signal-to-noise ratio. The efficiency of this process increases with increasing wavelength spacing. Clearly, a compromise needs to be reached between the conflicting requirements imposed by the optical Kerr effect and by stimulated Raman scattering