参量放大脉冲发生器中泵浦波相位调制的研究

该文阐述了利用参量放大器在闲频波波长上获得短脉冲的基本原理。运用调制不稳定性理论,分析了泵浦波的相位调制引起的瞬时频移对闲频波脉冲的影响。仿真结果表明,当信号波波长处于参量增益谱的边缘处时,脉冲功率在相位的上升沿减小、下降沿增大;如果泵浦波相位仅在脉冲之间的间隙内变化,可以获得峰值功率比较平整的脉冲序列。     

相位调制对双泵浦光参量放大器增益的影响

双泵浦波在光纤中的传输可以用耦合非线性薛定谔方程来描述，在群速度失配不能忽略和可以忽略两种情况下进行增益计算，并采用升余弦滚降信号作为相位调制信号，从理论上得到了双泵浦光参量放大器增益的解析解与数值解，并由此得到增益曲线。得到采用不同波长的泵浦波，也就是在群速度失配的情况下，增益要比群速度匹配的情况下大些。采用不同波长的泵浦波有利于提高光参量放大器的增益。且在相位调制的上升和下降时间段，增益有起伏的特点。     

光纤特性参数对光纤参量放大器增益的影响

基于四波混频光波耦合方程,研究了周期色散补偿情况下,高非线性光纤中双泵浦光纤参量放大增益平坦性问题。研究表明:在一段高非线性光纤内,通过周期插入色散补偿光纤,光纤参量放大器的增益起伏得到了明显的改善。高非线性光纤的长度和非线性系数与光纤参量放大器的增益平坦性有关。当增加高非线性光纤的长度和非线性系数时,光纤参量放大器的信号增益变大,但平坦性变差,可通过多插入几段色散补偿光纤来解决。     

时间透镜成像系统的数值分析

在高非线性光纤中利用四波混频（ＦＷＭ）效应产生时间透镜,由输入色散光纤、时间透镜,以 及输出色散光纤三部分构成光信号处理的时间成像系统．时间透镜将泵浦光的二次相位通过四波 混频作用传递给信号光,啁啾化的信号光在经过光纤的色散之后可以引起脉宽的放大或压缩．数值 计算表明：在时间成像系统中,采用较宽的泵浦光会导致信号光脉宽的放大倍数Ｍ 值下降,但泵浦 光输入功率的强弱对放大因子Ｍ 值没有影响．考虑到光纤的损耗会导致色散线路上信号功率的衰 减,为使色散与非线性效应动态匹配,将输入输出两段光纤的色散由固定值改进为指数渐减,可以 使放大倍数更趋近于理论值．     

光子晶体光纤中脉冲俘获现象的研究

采用分步的傅立叶方法数值求解了耦合的非线性薛定鄂方程,模拟了双脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输和俘获脉冲的产生.发现当泵浦脉冲在反常色散区进行泵浦,而信号脉冲在正常色散区入射,且两脉冲间满足初始群速度匹配或者接近匹配时,才观察到了脉冲俘获现象,其产生机制是随后产生的拉曼孤子脉冲与信号光之间的交叉相位调制作用.此外,也研究了各种入射激光参数对脉冲俘获的影响.当信号光和泵浦光靠近零色散点入射时,俘获效应越明显;当泵浦光的峰值功率增加时,孤子脉冲的红移现象越来越明显,被俘获的信号光成分也将逐渐产生蓝移.     

泵浦源对L-band EDFA增益特性的影响

对不同泵浦波长的L-波段(L-band)掺铒光纤放大器(EDFA)的增益特性进行了研究,模拟和实验表明:L-band EDFA本征平坦增益值的大小与EDF长度有关,与选择的泵浦波长无关,但泵浦效率受泵浦波长影响很大,泵浦波长越长,则泵浦转换效率越高。     

基于遗传算法的高增益宽带拉曼放大器的设计

对拉曼散射的耦合方程进行推导,得到不同泵浦光对拉曼增益贡献的表达式,改进了波长和功率两步优化的遗传算法.对波长的优化不考虑信号光之间的泵浦作用,大大减少了优化参数,对功率的优化则把忽略的信号光之间的泵浦作用考虑进去.构造了体现特定高增益和宽带平坦的适应度函数.分析了遗传算法的种群大小和选择方式.最后优化得到了使用8个泵浦波长,增益波动小于1 dB的高增益(20 dB)宽带(80 nm)拉曼放大器.     

基于DFG-AOWC的泵浦带宽与调谐研究

提出了差频产生型全光波长转换器的重要技术问题——泵浦带宽的改善方法,介绍了差频产生型全光波长转换器的基本原理,分析了产生有限的泵浦与信号光带宽的原因,提出与论证了在QPM光栅波导中引入按一定规律分布的π相移域来增加泵浦波长可变范围的方法,结果表明对于解决DFG-AOWC的泵浦带宽问题具有较大的意义。     

多波长后向泵浦拉曼放大器优化算法研究

介绍了多波长后向泵浦拉曼放大器的原理和数学分析方法,设计了一种有效的泵浦优化算法,该算法包括改进的遗传算法和打靶法。数值仿真得到了带宽为80 nm、平均开关增益为5.93 dB的拉曼放大,其增益起伏小于1 dB。     

双芯光子晶体光纤宽带平坦超连续谱光源

研制一种双芯光子晶体光纤,其零色散波长位于1 010 nm,在波长1 060 nm处的非线性系数为6.82 W-1·km-1.利用中心波长1 060 nm、重复频率1 MHz、脉冲宽度150 ps、最大输出功率4.5 W及光束质量M21.3的增益开关皮秒脉冲全保偏光纤激光器泵浦长度为35 m的双芯光子晶体光纤,得到谱宽为480~2 200 nm、输出功率为371.7 mW的宽带平坦全光纤化超连续谱光源.长波方向10 dB谱宽为1 140 nm(1 060~2 200 nm),短波方向3 dB谱宽为460 nm(580~1 040 nm),其远场输出为具有准高斯分布.     

带有周期色散补偿的双泵浦光纤参量放大器

针对单泵浦光纤参量放大器的增益平坦性较差,不能用于波分复用传输系统的问题,提出了采用双泵浦光纤参量放大器来改善增益的平坦性。通过研究高非线性光纤中双泵浦光纤参量放大器的色散补偿问题,在较大频带内实现相位匹配,满足增益平坦的要求。研究表明通过在一段高非线性光纤内周期插入色散补偿光纤,光纤参量放大器的增益起伏得到了明显的改善,从而在较宽频带内得到一个较为平坦的增益。     

单根光栅箝制的L-band掺铒光纤放大器模拟

针对波分复用系统要求掺铒光纤放大器(EDFA)必须具备增益锁定功能,提出采用单根光纤光栅的方法来箝制L-band EDFA的增益.基于考虑自发辐射噪声(ASE)的Giles模型,建立了EDFA的全光增益箝制理论模型.系统分析了四种可能的光路结构、泵浦波长、光纤光栅反射波长和反射率、泵浦功率以及掺铒光纤长度等参量对箝制特性的影响.最后给出一组使EDFA在箝制增益的同时保持增益谱平坦的最佳结构和放大器参量.     

双抽运光子晶体光纤光学参量放大器特性研究

利用光子晶体光纤高非线性和低色散斜率的优良特性,提出了一种利用变换和缩放的四阶切比雪夫多项式计算双抽运光纤参量放大器平坦增益和带宽的方法．利用上述多项式的微小波动性,推导了放大器的增益和带宽表达式,进行了模拟分析,并与色散移位光纤参量放大器进行了比较．仿真结果表明,光子晶体光纤参量放大器具有优良的放大特性,其增益平坦度小于±0.5dB,增益带宽可达80nm．在此基础上,设计了一种新颖的可减小受激拉曼散射影响的双抽运光子晶体光纤参量放大器．     

光纤参量放大器增益的偏振相关性分析

该文利用抽运波、信号波和闲频波耦合方程，推导出了双折射光纤中的增益表达式。仿真后的结果表明光参量放大器的增益与信号的偏振具有相关性。不同的信号频率，其增益与偏振角关系也不一样，对一个信号频率，信号偏振不是与快轴一致增益最大，就是与慢轴一致时增益最大，同时还存在某个频率的信号，其增益与信号的偏振具有无关性。     

Theoretical Calculation of Ultrashort-Pulse Optical Parametric Generation

A general theory of optical parametric generation that accounts for pump depletion, loss, phase mismatch, group-velocity mismatch among the pump, signal and idler pulses, and intrapulse group-velocity dispersion is proposed for coherent ultrashort pulses with arbitrary shapes and carrier chirps. The coupled differential equations are numerically solved using a symmetric split-step beam-propagation method. The general solutions of these equations are obtained and the optical parametric generation process is theoretically investigated. Results show that the major factors, which remarkably affect the optical parametric conversion efficiency and durations of the pulses in phase-matched structure, are the group velocity mismatch and the intrapulse group velocity dispersion.     

Design of Efficient Tunable Terahertz-Wave Parametric Oscillator

The terahertz(THz)region of the electromag-netic spectrum covers the frequency range from0·1THz to10·0THz(the wavelengthisinthe range30-3000μm),which is between the microwavesandinfrared regi mes.Recently,this range has beenextended to40-50THz.Sources in this region havefound many applications,such as THz spectroscopyfor studies of carrier dynamics andinter molecular dy-namicsin liquids[1].THz sources in this region havefound many applications,suchasin material sciences,solid state phys…     

喇曼光纤放大器中泵浦光的优化设计

在阐述受激喇曼散射原理的基础上,深入研究了喇曼光纤放大器设计中泵浦光的优化配置。分析了喇曼光纤放大器的泵浦光源个数、波长、功率等因素对放大器增益平坦度的影响。