紫外激光脉冲的光纤传输特性研究

为了满足大型激光系统对紫外激光脉冲时间波形测量要求,采用紫外单模光纤进行传输取样的方法,理论分析了紫外脉冲在光纤中的线性传输特性,对影响脉冲波形测量的因素进行系统评价;并测试了紫外激光脉冲经过单模纯石英光纤传输后的脉冲波形。结果表明,对于纳秒、亚纳秒量级的紫外激光脉冲,单模紫外光纤是一种较好的传输介质;考虑到光纤损耗及探测器灵敏度限制,紫外光纤不宜作长距离传输。研究结果对高功率激光装置紫外光脉冲时间波形测量提供了理论和实验依据。     

啁啾指数脉冲的非线性传输研究

数值研究了初始线性啁啾指数光脉冲在单模光纤反常色散区的非线性传输特性,并将这种特性与双曲正割脉冲的相关特性作了比较.脉冲振幅A=1时,负啁啾对脉冲时域宽度展宽的影响比正啁啾大;指数脉冲受啁啾影响比双曲正割脉冲更敏感.A＞1.2时,脉宽在演化过程中呈周期性衰减振荡,振荡周期和振幅随啁啾|C|(|C|≤2)的增大而增大,最后能演化成光孤子.脉冲演化成光孤子所需的最小振幅A比啁啾双曲正割脉冲的大.     

红外纳秒激光脉冲在光纤中传输特性研究

为了提高激光时间波形测量系统的抗干扰能力,建立了激光脉冲在光纤中的传输物理模型,分析了纳秒脉冲在光纤中的线性传输特性,对影响脉冲传输特性的因素进行了系统评价。采用空气与光纤传输进行比对的方法,实验测试了激光脉冲经过不同长度的单模和多模光纤传输后的脉冲波形,得到脉冲展宽在允许的测量误差范围内所需的阈值条件。结果表明,该研究对神光-Ⅲ主机激光脉冲时间波形测量的设计具有重要的意义。     

红外纳秒激光脉冲在光纤中传输特性研究

为了提高激光时间波形测量系统的抗干扰能力,建立了激光脉冲在光纤中的传输物理模型,分析了纳秒脉冲在光纤中的线性传输特性,对影响脉冲传输特性的因素进行了系统评价.采用空气与光纤传输进行比对的方法,实验测试了激光脉冲经过不同长度的单模和多模光纤传输后的脉冲波形,得到脉冲展宽在允许的测量误差范围内所需的阈值条件.结果表明,该研究对神光-Ⅲ主机激光脉冲时间波形测量的设计具有重要的意义.     

准连续光抽运光子晶体光纤产生超连续谱

对准连续光在光子晶体光纤中的传输特性进行了理论和实验研究.利用分步傅里叶方法求解非线性薛定谔方程,数值模拟了准连续光在光子晶体光纤中传输时光谱和脉冲的演化,并分析了其非线性机理和光谱展宽机制.通过比较不同条件下脉冲时域和频域的演化过程,发现低功率、宽脉冲条件下引起光谱展宽的主要因素是光纤反常色散区的调制不稳(MI)作用.此外,还分析了脉冲功率、光纤非线性系数、脉冲宽度等因素对光谱展宽的影响.在理论研究基础上,将脉冲宽度为80 ps的准连续光耦合入70 m长的非线性光子晶体光纤,获得了覆盖整个通信波段的超连续(SC)谱,波长范围1300～1700 nm.     

短脉冲在色散平坦光纤中传输前后波形、相位和啁啾测量的实验研究

二次谐波频率分辨光学门(SHG-FROG)是能够准确测量短脉冲多项特性参量的新技术。利用二次谐波频率分辨光学门脉冲分析仪对在色散平坦光纤中传输前后的短脉冲进行了测量,得到了待测光脉冲的频率分辨光学门(FROG)图、自相关曲线、自相关频谱曲线、波形和相位曲线以及脉宽、谱宽、啁啾等反映短脉冲特性的信息,对实验结果进行了分析,并与高斯脉冲在单模光纤中的线性传输理论进行了比较。结果表明,激光器输出的短脉冲是具有负线性啁啾的近变换极限高斯脉冲,经过12.7 km色散平坦光纤传输后仍然为具有负线性啁啾的高斯脉冲,其谱宽在传输过程中基本保持不变,脉宽展宽了3.1倍,啁啾增大了4倍。实验测量结果和理论预期一致。     

EDFA中基孤子脉冲的传输及啁啾特性

文章数值分析了负色散掺铒光纤放大器(EDFA)中基孤子脉冲传输及啁啾特性,给出了一种利用EDFA获得线性啁啾的新方法.数值分析结果发现:增益系数μ>1时,基孤子脉冲在EDFA中传输能够获得很好的线性啁啾,并且啁啾的特性受选取的EDFA长度L的影响,L越大时线性啁啾越明显,线性啁啾所占的脉冲区域越窄.最后计算了输出脉冲在啁啾补偿后获得的压缩因子和基座能量比.     

UWB信号光纤传输性能分析

该文分析了超宽带(UWB)信号光纤传输的性能,分析对比了电UWBmonocycle和doublet信号经过光强度调制后光纤传输的性能,介绍了两种光生UWBmonocycle脉冲的方法,分析了这两种方法产生的信号经光纤传输后的时域波形与频谱。研究结果对实际的UWBover fiber系统应用具有指导意义。     

超短光脉冲在有源三芯非线性光纤耦合器中开关和传输特性的数值分析

基于耦合非线性薛定谔方程(CNLSEs),利用分裂步长傅里叶方法(SSFM),研究了超短光脉冲在有源三芯非线性光纤耦合器中的传输和开关特性.重点分析了在一阶色散耦合系数和二阶色散耦合系数的影响下,线性增益系数和有限增益带宽对脉冲传输和开关特性的影响.研究表明,线性增益系数能增大开关陡峭性、降低开关临界能量、提高开关效率;虽然有限增益带宽使耦合器开关特性变差,但是它不仅能显著抑制由线性增益系数引起的脉冲压缩和放大,而且还能有效抑制由一阶色散耦合系数引起的脉冲展宽和分离以及由二阶色散耦合系数引起脉冲高频振荡,使光脉冲在三纤芯间呈现出类似无源光纤耦合器那样的周期性耦合传输特性.     

光纤技术产生超宽带脉冲信号仿真研究

采用仿真方法研究在光纤传输过程中产生并分发超宽带脉冲信号.对系统频响特性的数值分析获知频率响应在低频段表现出带通滤波器特性,且中心波长越短,低频带宽越大.仿真12.5 Gbit/s伪随机序列传输特性表明,高斯脉冲通过系统后,时域上脉冲信号接近于FCC(美国联邦通信认证)的超宽带脉冲波形模板,频域上的信号频谱接近于FCC的频谱规范.     

任意波形超短光脉冲合成器研究

综述了超短光脉冲产生方式;详细阐述了几种典型的产生超短光脉冲的方法,分析了其特点.介绍了一种新型的任意波形光脉冲合成技术,通过对光谱的每个谱线分别进行独立地操控来制作光脉冲的傅立叶合成器,能够产生任意波形的超短光脉冲.     

准单模光纤中受激喇曼散射(SRS)的时间特性和光谱特性

本文报道了在准单模石英光纤中对于ps泵浦脉冲,研究了多级SRS脉冲、泵浦光脉冲的时间特性和光谱特性以及它们之间的时间分离。发现SRS转换效率很高(80％以上),并且SRS的产生位置距光纤输入端很近(1.5m),对于63m光纤,观察到几乎连续的9级SRS光谱     

色散渐减光纤中自相似脉冲对的演化和压缩

为了研究了自相似脉冲对在色散渐减光纤中的动力学特性,采用非线性薛定谔方程对脉冲对的演化和压缩特性进行了模拟,分析了脉冲对在演化过程中相邻区域产生的相互作用。结果表明,不考虑3阶色散时,脉冲对在自相似演化过程中,相邻的区域将产生对称性的相互振荡,而脉冲其它区域演化不受影响,通过色散补偿可以得到脉宽为128.4fs、压缩因子为7.8的压缩脉冲对;而在考虑3阶色散时,脉冲对的演化将产生畸变,相邻区域的振荡呈现不对称性,通过色散补偿技术,得到脉宽为211.6fs、压缩因子为4.7的压缩脉冲,虽然不对称性振荡使得压缩脉冲出现较明显的基座,但几乎不影响压缩质量。该研究结果对自相似脉冲对的演化的理解具有参考价值。     

Dynamic characteristics of double-clad fiber amplifiers for high-power pulse amplification

Based on numerical modeling, the dynamic characteristics of high-power ytterbium-doped double-clad fiber amplifiers during the amplification of nanosecond pulses with kilohertz repetition rates are comprehensively analyzed. The temporal pulse energy, power, upper-level population distribution, amplified spontaneous emission, stored energy, pulse waveform evolution, etc., are emphasized in this paper. Some practical issues in amplification processes, such as the impacts of reflected pulses from the external surfaces and the fluctuation of input pulse energy on the amplifier performance, are also discussed. The models and results are important for the design and development of high-power double-clad fiber amplifiers.     

Measurement of spatio-temporal terahertz field distribution byusing chirped pulse technology

The authors report the use of an optoelectronic system for the measurement of terahertz (THz) pulses by using chirped pulse technology. This system measures the spatio-temporal distribution of free-space pulsed radiation with an unprecedented data acquisition-rate. Using a linearly chirped optical probe pulse with an electro-optic crystal, a temporal waveform of a copropagating THz field is linearly encoded onto the frequency spectrum of the optical probe pulse and then decoded by dispersing the probe beam from a grating to a detector array. Acquisition of picosecond THz field pulses without using mechanical time-delay devices have been achieved. A single-shot electro-optic measurement of the temporal waveform of a THz pulse has been demonstrated. Unparalleled by other THz sampling techniques, this single-shot method provides what is believed to be the highest possible data-acquisition rate. Temporal resolution, sensitivity, optimal optical bias point of electro-optic modulation, potential applications, and possible improvements are also discussed. In principle, this technique can also be used in magneto-optic measurements     

An externally triggered CMOS triangular pulse generator

A simple triangular pulse generator designed for CMOS monolithic implementation is described. The characteristics of the produced triangular pulses are readily user denned and their repetition rate is determined by an externally fed pulse-like waveform. The pulse generator is designed to operate in the frequency range 25-2500 Hz, and produces triangular pulses practically free of voltage spikes.     

激光脉冲波形对液体中热膨胀机制致声特性的影响

首先阐述了激光与液体媒质作用通过热膨胀机制激发平面光声源的理论;分别针对激光脉冲为正弦波形、三角波形和高斯波形的情况,推导了激光脉冲分别在约束界面和自由界面下产生声脉冲的解析解,然后通过仿真得到了激发声波的光声脉冲剖面和时空分布图;并对比分析了正弦波形、三角波形和高斯波形的激光脉冲分别在约束边界和自由边界下激发声波的峰值声压、光声转换效率和波形等特性.     

Characterization and optimization of optical pulse differentiation using spectral interferometry

A simple fiber-based spectral interferometry setup is implemented for characterizing and monitoring the amplitude and phase of ultrafast temporal waveforms generated by optical differentiation with a long-period fiber grating (LPFG). In particular, the system is applied to characterize subpicosecond odd-symmetry Hermite-Gaussian (HG) pulses, consisting of two /spl pi/ phase-shifted temporal lobes, obtained by temporal differentiation of Gaussian-like pulses. This technique is ideally suited for optimizing the experiment conditions (e.g., wavelength shifting between the input pulse and LPFG transmission characteristic) so as to achieve a nearly ideal odd-symmetry HG temporal waveform (with a sharp discrete /spl pi/ phase shift at its center), of potential interest as a higher order soliton in dispersion-managed optical communication systems.     

1053 nm掺Yb3+双包层光纤放大器脉冲放大特性研究

从掺Yb^3＋光纤放大器（YDFA）的功率传输方程出发，采用有限差分法对掺Yb^3＋双包层光纤放大器在1053nm的脉冲放大特性进行数值分析。模拟计算了在977nm前向抽运下，光纤放大器中的上能级粒子数，抽运光和放大自发辐射（ASE）在光纤中的稳态分布。分析了掺Yb^3＋双包层光纤放大器的单脉冲波形畸变以及控制输入脉冲形状来产生需要的超高斯输出脉冲形状。讨论了最佳长度以及抽运方式差别等问题。