高非线性光纤正常色散区皮秒脉冲泵浦产生的超连续谱平坦性

数值仿真研究了双曲正割、高斯(m=1)、超高斯脉冲(m=5)形皮秒脉冲泵浦在高非线性光纤正常色散区中时频域演化特性.计算结果表明,在峰值功率、泵浦光纤参数相同的条件下,泵浦脉冲前(后)沿陡峭程度影响频谱展宽宽度,脉冲前后沿越陡峭,生成的超连续谱带宽越宽;脉冲前(后)沿的拖尾部影响展宽频谱的平坦性,脉冲前后沿拖尾越小,生成的超连续谱频带平坦度越高.泵浦脉冲中是否含有啁啾对生成的超连续谱的带宽和平坦性影响微弱.脉冲前(后)沿拖尾小或者陡峭的脉冲在高非线性光纤正常色散区可以产生带宽平坦的超连续谱.     

亚纳秒脉冲泵浦机制超短脉冲和超连续谱的产生

本文仿真研究了亚纳秒脉冲泵浦机制超短脉冲的产生和超连续谱的形成。首先,简要介绍了激光在非线性介质传输所满足的广义非线性薛定谔方程;然后,研究了分步傅里叶法时域步长的选取和空间步长高精度自适应变化的实现;最后,逐渐增加入射脉冲的峰值功率,仿真了超连续谱的形成。结果表明:亚皮秒量级的超短脉冲可以由亚纳秒脉冲经过调制不稳定性分裂产生,而与超短脉冲有关的高阶非线性效应(包括自陡效应、脉冲内拉曼散射效应、高阶孤子分解)最终导致了30 dB带宽从481 nm一直延伸到1 750 nm超连续谱的形成。     

Analysis of correlations among supercontinuum spectra using liquid crystal spatial light modulator

The generation of supercontinuum spectra from the injection of femtosecond pulses into microstructure or tapered fibers has now been achieved by several groups [1, 2]. In 2001, we generated a supercontinuum around 1.55 µm by injecting a 100‐fs‐duration fiber laser pulse with a 1‐nJ pulse energy into a 5‐m‐long highly nonlinear dispersion‐shifted fiber. The supercontinuum is a remarkable light source for applications in many fields due to its extreme spectral broadness and simple generation scheme. These unique properties should make the supercontinuum an ideal tool for important applications, including WDM telecommunications, optical coherence tomography, and optical‐frequency measurement. However, significant broadband noise on the supercontinuum has been observed, limiting its stability, so that the supercontinuum is too noisy for many applications. In this study, we experimentally analyze the correlation among supercontinuum spectra that contribute to increasing and decreasing this noise by spectral filtering using spatial light modulator. We observed the formation of correlations among supercontinuum spectra for two fibers which have different properties for chromatic dispersion. We also discuss how nonlinear effects act on the formation of correlations. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 158(3): 55–60, 2007; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20435     

飞秒超连续谱中的四光子参量发射

在飞秒超连续谱的斯托克斯和反斯托克斯区域均获得显著的四光子参量发射光谱。实验表明，飞秒四光子参量互作用是飞秒超连续谱产生的重要机制。     

基于皮秒脉冲泵浦的5W全光纤超连续谱光源

基于三级MOPA结构皮秒光纤激光器泵浦一段30 m长的国产光子晶体光纤(PCF),实现了全光纤化结构的超连续谱(SC)光源.在PCF与单模光纤(SMF)模场不匹配条件下,通过仔细调节熔接参数,在19 W入射功率条件下实现了最大功率为5 W的稳定超连续输出,系统光-光转换效率为24%.输出能量被很好地限制在纤芯,纤芯光斑...     

皮秒脉冲在色散位移光纤中产生的超连续谱

利用1.5ps高峰值功率脉冲泵浦色散位移光纤(DSF)得到的超连续(SC)谱实验结果:大于泵浦波长一侧的20dB带宽大于266.8nm,其中200nm范围内不平坦度<±2dB,1690～1780nm的不平坦度<±0.25dB;小于泵浦波长一侧的10dB带宽232nm,其中145nm范围内不平坦度<±2dB,1306nm～1368nm的不平坦度<±0.25dB。利用F P滤波器进行谱切片,在大于泵浦波长一侧和小于泵浦波长一侧分别得到顶部平坦的间隔2.52nm的95和57个波长输出。     

光子晶体光纤中频率啁啾对超连续谱的影响

基于光子晶体光纤(PCF)中脉冲演变遵循的非线性演化方程,用数值方法研究了反常色散情形下PCF中脉冲初始啁啾对超连续谱产生的影响,探讨了利用脉冲啁啾控制超连续谱产生的方法。结果表明：正、负啁啾均使谱展宽的速率变小,尤其是负啁啾情形,展宽速率更小,说明啁啾对谱展宽是不利的;在一定的初始条件下,光谱展宽存在一个最佳光纤长度,在这个长度处,光谱展宽最大,进一步增加光纤长度,谱宽基本保持不变;相对于变换极限脉冲来说,初始正、负啁啾脉冲对应的最佳光纤长度分别缩短和延长。     

高平均功率超短脉冲激光光纤放大研究进展

超短脉冲激光在生物医学、激光微加工、国防等领域有重要的应用.随着双包层光纤激光技术的发展,基于双包层光纤或光子晶体光纤(PCF)的超短脉冲激光光纤放大技术由于在体积、效率、光束质量等方面的优势,倍受关注.主要报道国内外皮秒和飞秒级超短脉冲激光光纤放大的最新进展,介绍其在微加工、超连续谱产生和太赫兹波产生方面的典型应用.     

基于超连续谱和超结构光纤光栅的波分复用/光码分复用系统

实验验证了基于超连续谱(SC)和超结构光纤光栅(SSFBG)的波分复用/光码分复用(WDM/OCDM)混合系统,超结构光纤光栅实现了对超连续谱光源的双波段同时相位编解码。由于波分复用/光码分复用系统中信道间干涉和噪声的影响,解码输出脉冲的信号波形出现劣化,自相关曲线旁瓣明显增大,自相关峰展宽至8.2 ps。在非线性放大环镜(NALM)的阈值判决作用下,解码输出脉冲的信号波形质量有了明显的改善,自相关峰宽度压缩至4.8 ps,较好地抑制了自相关曲线的旁瓣和噪声。实验中非线性放大环镜的输入信号峰值功率约为8 mW。     

初始啁啾对凸形色散平坦光纤超连续谱的影响

采用分步傅里叶方法数值研究了线性频率啁啾对高斯光脉冲在凸形色散分布平坦光纤中产生超连续(SC)谱的影响,并与啁啾双曲正割脉冲产生SC谱的情况进行了比较.结果表明:无啁啾高斯光脉冲的SC谱达到200 nm以上,其特性优于双曲正割脉冲的SC谱;获得最佳SC谱所需光纤长度随啁啾参量C增加而缩短;负啁啾时的SC谱特性劣于正啁啾时的特性,2种情况下的SC谱特性均劣于无啁啾时的SC谱特性,SC谱特性的劣化程度随|C|的增加而增大;在最佳SC谱对应的传输距离附近,高斯脉冲频谱质心随C的增加而红移且红移速度逐渐增加,比双曲正割脉冲的红移大且红移速度增加;高斯脉冲方均根频谱和脉宽随传输距离和随C增加逐渐展宽且展宽速度逐渐加快,比双曲正割脉冲的相应参量展宽得快且宽.