10GHz ps光孤子在G652光纤中的绝热传输实验

利用二次谐波频率分辨光学门(FROG)脉冲分析仪,实验研究了一阶啁啾ps光孤子在普通单模光纤(SMF)中长距离绝热传输时脉冲波形、脉宽和啁啾的变化规律。实验结果表明,在色散较大的标准SMF中,一阶啁啾孤子的稳定传输长度超过1000个色散长度,即很好地保持双曲正割波形不变(啁啾不影响孤子的波形),但啁啾孤子的脉宽展宽速度高于非啁啾孤子绝热传输的微扰结果;采取预加重措施,可以减小孤子脉宽的增大。因此,对于占空比较小的ps孤子脉冲,可以不必采用复杂的消啁啾和色散管理措施,就可以利用绝热方式进行稳定传输。     

啁啾光纤光栅的色散补偿研究

在光纤传输系统中,容量的扩大、速率的提高、距离的延长都与光纤的损耗、非线性效应、色散效应密切相关。随着掺铒光纤放大器的广泛使用,损耗问题基本得到了解决。由于光纤色散能够有效地抑制四波混频、自相位调制等非线性效应,对光纤通信系统进行升级扩容的关键是解决色散问题。根据耦合模理论对均匀光纤光栅和啁啾光纤光栅的反射谱进行了数值仿真,结果表明,啁啾光纤光栅的色散补偿性能优于均匀光纤光栅。设计了用啁啾光纤光栅对10Gbps光信号传输300km进行色散补偿的仿真系统。仿真结果表明：应用啁啾光纤光栅进行色散补偿能使光纤传输系统的性能得到显著的改善。     

非线性光纤中的光孤子形成及传输

通过光纤色散对光脉冲的展宽、光纤非线性中自相位调制对光脉冲展宽以及啁啾的生成的分析，利用非线性薛定谔方程详细阐明了光孤子的形成及传输的基本原理。     

啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输的影响

采用广义非线性薛定谔方程描述啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输特性的影响,利用对称分步傅里叶方法通过求解方程,数值计算了有无啁啾情况下相同脉宽和功率、不同入射波长飞秒脉冲在光子晶体光纤中的传输,对比不同色散区飞秒脉冲波形的演化及超连续谱的产生。结果表明,较低功率时,反常色散区和零色散区,初始啁啾对于孤子的快速形成和传输具有重要的作用,而位于正常色散区时,啁啾破坏了脉冲形状,不利于脉冲的传输。反常色散区和正常色散区啁啾有利于频谱的展宽;零色散区,啁啾对频谱展宽影响不明显。较高功率时,频谱展宽主要受功率影响,啁啾对频谱展宽作用不大。这些结论对于脉冲传输和超连续谱系统优化设计和控制具有理论指导意义。     

高阶非线性效应对啁啾高斯光脉冲传输的影响

利用对称分步傅立叶方法(SSFM)求解非线性薛定谔方程(NLS),探讨了光纤损耗、三阶色散和五阶非线性极化效应对啁啾高斯光脉冲传输的影响.数值研究结果指出:在一定条件下,初始啁啾、三阶色散和五阶非线性效应都会对脉冲的波形、宽度和峰值功率产生影响,脉冲的振荡波形主要由三阶色散决定,五阶非线性和啁啾会对它起到调制作用,存在一定的三阶色散和五阶非线性能减弱初始啁啾对脉冲的影响.     

高阶非线性效应对啁啾高斯光脉冲传输的影响

利用对称分步傅立叶方法（SSFM）求解非线性薛定谔方程（NLS）,探讨了光纤损耗、三阶色散和五阶非线性极化效应对啁啾高斯光脉冲传输的影响.数值研究结果指出：在一定条件下,初始啁啾、三阶色散和五阶非线性效应都会对脉冲的波形、宽度和峰值功率产生影响,脉冲的振荡波形主要由三阶色散决定,五阶非线性和啁啾会对它起到调制作用,存在一定的三阶色散和五阶非线性能减弱初始啁啾对脉冲的影响.     

利用与时间有关的Hartree近似研究光孤子的压缩问题

根据光孤子的特点定义了孤子中光子的产生和湮灭算符,进而得到2个正交相振幅算符,发现如果利用与时间有关的Hartree近似得到的量子非线性Schroinger方程的解来描述光孤子在光纤中的行为,随着传输距离的增加,正交相振幅的方差呈现周期性的变化,并在一段区域内低于量子极限,即形成光孤子的压缩态.     

超高斯光脉冲在单模光纤中的传输特性分析

通过数值求解非线性薛定谔方程(NLS)，分析了输入功率以及初始啁啾对超高斯脉冲在单模光纤中传输的影响，并且分析了当输入功率增大到141mW时呈现的光孤子效应。     

啁啾光脉冲在色散光纤中的传输

在色散光纤传输系统中,调制产生的半导体激光波长移动(即啁啾)被证明对高比特率是一个严重的限制因子。本文导出了啁啾激光脉冲经色散光纤传输后的畸变波形,以此为基础讨论了避免啁啾光脉冲被光纤展宽的各种方法。     

光纤中飞秒亮孤子稳定性的数值研究

以非线性薛定谔方程及其亮孤波解为理论基础,采用对称分步傅立叶方法作为数值模拟的手段,对飞秒亮孤子在光纤中的稳定性进行了研究,包括初始振幅的涨落、脉冲波形的变化、初始啁啾及随机噪声干扰四个方面。结果表明:一定范围的振幅及波形扰动不影响飞秒亮孤波的稳定传输,只是使它们最终获得新的稳定振幅及脉宽。而啁啾和随机噪声在一定范围内也不致影响飞秒光脉冲的传输,但在实际过程中应尽量避免。     

被动锁模掺镱光纤激光器中耗散孤子特性

对被动锁模光纤激光器系统谐振腔中每个器件进行建模;通过数值仿真实验研究了具有严格线性啁啾的耗散孤子在谐振腔内的演化过程;分析了腔内色散与掺镱光纤的饱和能量对耗散孤子脉宽与峰值功率特性参数的影响.仿真实验结果表明,耗散孤子的脉宽随着色散的增加而变宽,峰值功率随着色散的增加而减小.增益饱和能量对耗散孤子脉宽的影响是非单调的,在仿真实验条件下,当掺镱光纤的增益饱和能量的值为70 pJ时,脉宽达到最小值,而耗散孤子的峰值功率随着增益饱和能量的增加而增加,且变化趋势几乎是线性的.     

利用光子晶体光纤产生光孤子压缩态

利用强度相关的自相位调制效应从实验中得到了光孤子幅度压缩态.实验装置主要部分为非对称的Sagnac干涉仪,光脉冲通过PC/FC接头连接到分光比为90:10的耦合器,耦合器与40m长的光子晶体光纤形成干涉环.在合适的输入功率下,干涉仪的输出端可以得到光孤子幅度压缩态.利用零拍平衡探测系统对光孤子幅度压缩态进行了检测,检测部分包括50/50分束器、2个低噪声光电探测器和1个加减法器与频谱分析仪.测得输入Sagnac环和输出Sagnac环光强分布曲线,以及以散粒噪声为基准的信号噪声的相对曲线,计算产生的光孤子振幅压缩态压缩率为1.6 dB.实验数据分析表明,选择合适的光子晶体光纤,能进一步增大压缩率.     

制备EPR纠缠态的一种简易方法

从理论上论证了连续变量的EPR纠缠态可以通过利用普通分束器分离一束单模压缩光或光孤子压缩态而得到. 据所知这是制备纠缠态的最简方案. 根据推导出的具体公式分析了2种非经典光场—— 压缩态和纠缠态之间的关系以及压缩程度对形成纠缠态的影响.     

分布式光纤传感器中孤子效应作用的研究

针对目前分布式光纤传感器的优缺点,提出利用孤子效应来提高喇曼型ＤＯＦＳ的空间分辨率,具体分析了孤子效应对喇曼散射型分布式光纤传感器的作用,指出高阶孤子效应能在一距离 的传感中实现高空间分辨率。在分析中考虑了输入光脉冲波形变化和预测调频对返回脉冲的影响。     

色散线性度可调的大啁啾FBG色散补偿器

针对传统大啁啾FBG色散补偿技术中色散曲线线性度难以控制的问题,分析了相对啁啾系数比值与色散线性度之间的关系,依此提出一种基于大啁啾FBG的中继色散补偿器设计方案.该补偿器通过调节一阶和二阶啁啾系数的比值,实现色散曲线线性度可调的功能,且具有补偿带宽范围大、适合WDM系统远程中继补偿的特点.将该设计作为中继补偿器配置在500 km、8通道WDM系统中进行模拟实验,论证了该补偿器的效果.     

非线性Schrodinger方程及光学孤子

研究了光纤孤子通信系统，是以光孤子理论为基础的。本文中从Ｍａｘｗｅｌｌ方程出发，导出光孤子满足的非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ言程，并由此得同在单模光纤中能存在并传输光孤子的条件。     

含磁性金属纤维的多层雷达吸波材料的设计

提出了一种设计多层雷达吸波材料的方法。在使用普通的损耗材料进行设计时,很难在低频段获得较低的反射率。磁性金属纤维在低频段比普通损耗材料具有更大的磁导率,此前还没有包含磁性金属纤维的吸波材料的设计。文中的设计将磁性纤维作为一层,其他层由普通的损耗材料构成,利用设计的一个程序对这几层材料的参数和厚度进行了优化,该程序利用了改性的遗传算法。得到的结果显示出反射率在低频段有了明显的改善(-8 dB对比普通设计的-3 dB)。此设计提供了一种获得优良吸波材料的方法。