基于交叉相位调制的孤子脉冲压缩效应研究

在负色散区 ,基本孤子在光纤中传输时其波形与脉宽保持不变。提出一种在负色散区利用交叉相位调制效应压缩基本孤子脉冲的新方法。采用分步傅里叶方法对非线性耦合方程进行了数值计算与模拟。研究了不同抽运功率、不同抽运脉冲啁啾参数以及不同脉宽对基本孤子脉冲压缩的影响。发现基本孤子脉冲不仅能够被压缩 ,而且光纤存在最佳压缩长度。在抽运功率一定的条件下 ,选取负啁啾的抽运脉冲 ,可获得更高压缩比的压缩光脉冲。另外 ,不同的脉冲宽度对孤子脉冲的压缩产生较大的影响 ,一般情况下 ,选用较窄的抽运脉冲易于产生较短的压缩光脉冲     

光纤中皮秒超高斯脉冲的传输特性研究

用龙格-库塔算法对描述超高斯脉冲在光纤中传输的微分方程组进行了数值求解,数值结果表明光纤的二阶色散、三阶色散和脉冲初始啁啾使脉宽展宽,光纤非线性对脉宽有压缩作用.求出了能使超高斯脉冲在光纤中持续保形传输的用非线性系数归一化的二阶色散系数,该系数随超高斯脉冲的锐度因子增大而减小.当脉冲不能保形传输时频率与相位出现抖动,由...     

初始啁啾对单模光纤中超高斯脉冲传输特性的影响

从非线性Schr(o)dinger(NLS)方程出发,采用变分法,导出了单模光纤中超高斯脉冲参数随传输距离的演化方程组,求出了振幅与脉宽、频率与啁啾、脉宽与啁啾之间的三个解析约束关系,得出了脉宽随传输距离演化的解析解,用龙格-库塔法进行数值求解描绘了初始啁啾和脉冲前后沿锐度对单模光纤中超高斯脉冲脉宽的影响.结果表明:初始啁啾和脉冲前后沿锐度对超高斯脉冲的振幅、脉宽、啁啾和相位有直接影响,超高斯脉冲传输过程中会产生啁啾,但脉冲中心的等效频率保持为常数.     

基于相干合成的可调全光纤脉冲激光源

基于光束相干合成的原理,提出了脉冲激光产生的新方法,设计并构造了相应的全光纤实验系统.该方法通过对光纤耦合器中相干合成的两束相干光的相位差进行有效地控制,实现重复频率、脉宽、占空比均可调的脉冲激光输出.实验中利用闭环工作点控制法进行噪声相位补偿,以得到稳定的脉冲光输出.实验分别利用矩形波、三角波、正弦波进行相位调制,得到了相应波形的激光输出;利用不同参量矩形波进行相位调制,可以得到重复频率从1～500 kHz,占空比从20%～80%可调的脉冲光输出,在重复频率为500 kHz时,脉宽可达300 ns.这种脉冲激光产生技术为大功率、可调脉冲激光的产生提供了一种新的途径.     

初始啁啾对高斯脉冲形成光孤子的影响

本文通过解薛定谔方程分别研究了线性光纤中色散导致具有初始频率啁啾的高斯脉冲展宽的详细物理过程和非线性光纤中自相位调制导致光脉冲频谱展宽的详细物理过程 ,得到高斯脉冲在光纤中群速度色散所导致的频率啁啾在反常色散区是下啁啾 (负啁啾 ) ,与脉宽的关系是线性的 ,自相位调制所产生的频率啁啾是上啁啾 (正啁啾 ) ,在脉冲的中心部分近似为线性 ,当CPβ2 <0时 ,脉冲有一个初始窄化的阶段等结论。最后用计算机模拟光孤子传输估算出形成孤子的初始啁啾范围值。     

频率失谐对掺镱光纤放大器中光脉冲传输特性的影响

为了研究光脉冲在掺镱光纤放大器中的放大传输特性,建立了光脉冲在分布式光纤放大器中的传输方程,采用分步傅里叶变换法数值模拟了光脉冲的传输状态,并着重讨论了频率失谐对光脉冲特性的影响。结果表明：对于掺镱光纤放大器,在介质的色散长度远远小于非线性长度时,随着在放大器中的传输,光脉冲在放大的同时被展宽,脉冲中心出现峰值,其频谱加宽;当出现频率失谐时,光脉冲放大能力减弱,脉冲失去对称性,并且窄化。若光脉冲中心频率沿不同的方向偏离介质增益峰值频率,脉冲变形规律不同。因此在设计放大系统时应该考虑光纤放大器的色散以及频率失谐对其传输特性的影响。     

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。     

光纤光栅中反射带隙附近的强高斯光脉冲的类孤立波特性

利用变分原理 ,研究了在考虑非线性时 ,频率在反射带隙附近的强高斯光脉冲在光纤光栅中的传输特性。计算表明 ,在假设其高斯形状保持不变的一级近似下 ,光脉冲的脉宽和振幅都不发生变化 (即类似于孤立波特性 ) ,而同时在脉冲中会产生一个随传输距离而变的线性啁啾。     

单模光纤中光脉冲啁啾的分析

论述了啁啾光脉冲在单模光纤中传输时啁啾和脉宽的变化，以及此变化与相应的频谱相位变化的关系．详细分析了啁啾变化的规律，并讨论了其物理图像及该规律在光纤通信中的应用．实验中所获得的脉宽变化与理论计算相符。     

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。     

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。     

传播强激光脉冲的等离子体管

传播强激光脉冲的等离子体管当光束通过气体传播时，有自然发散的趋势。这种扩束效应使光束通过气体介质前进时恒使光强度变弱。在较长距离上保持光束强度的一种方法是把光束聚焦到光纤内，光纤能约束光，并使光沿玻璃纤芯传播时不加宽。然而，这种方法对强激光脉冲不太奏...     

微结构硫化物光纤中中红外超连续谱的产生

采用微结构硫化物光纤,以非线性薛定谔方程(NLSE)为理论模型,利用分步傅里叶计算方法,研究了输入脉冲的中心频率和脉宽对中红外超连续谱(SC)的影响。采用的微结构硫化物光纤具有较高的非线性效应和两个零色散波长(ZDW),且第二个零色散波在中红外波段,有利于中红外超连续谱的产生。通过仿真发现,输入脉冲的中心频率和脉宽对连续谱的产生都有很大影响。数值仿真中,输入具有不同频率和脉宽的脉冲,输入波长接近零色散点时较远离色散点时产生的中红外超连续谱要宽。而且,在保持峰值功率不变的情况下,脉宽对频谱展宽程度没有影响,但是较短脉冲产生的中红外超连续谱更为平坦。     

光孤子（Soliton）传输

人们希望光脉冲在传播过程中不发生畸变,那样就可以使长距离传输系统结构大大简化。这种理想的光脉冲称为光孤子(Soliton)。光孤子传输能不能实现是多年来许多研究人员一直在探索的问题。当光脉冲在耗散能量的介质中传播时,如果同时存在着两个极不相同但又正好互为补偿的现象,那么就能够实现无畸变传播。这两个现象就是介质的非线性特性(传播速度与幅度或强度有关)和色散特性(与频率相关的传播特性)。用二氧化硅玻璃制成的光纤能够满足这两个条件。对于很强的光,其折射指数(光在真空     

超高速光通信中超窄光脉冲高阶色散扰动分析

针对应用于超高速光通信网络中的超窄光脉冲传输问题,理论分析并数值计算了光纤中的三阶色散与四阶色散对超窄脉冲波形的影响,得到了三阶色散影响导致光脉冲前沿产生形变,后沿基本保持不变,四阶色散导致脉冲急剧展宽以及光谱出现旁瓣的结论.     

10 GHz超低抖动光短脉冲源

报道了一种新型的重复频率为10 GHz,脉宽为5.3 ps,抖动为184 fs的高稳定光短脉冲源.将大信号调制半导体激光器产生的10 GHz光脉冲,先送入LiNbO3电光相位调制器增强负啁啾,并使光谱进一步展宽,再通过色散补偿光纤(DCF)压缩脉冲啁啾,可得到光短脉冲.由于大信号调制激光器输出的光脉冲本身具有负啁啾,而通过相位调制器的光脉冲在不同的时间间隔内既有正啁啾也有负啁啾,通过适当调整进入相位调制器的光脉冲时延,使其通过相位调制器后累加产生更大的负啁啾,再利用正色散光纤压缩啁啾,从而得到低抖动且无基座的光短脉冲.     

利用光脉冲传输特性抑制偏振模色散

基于双折射光纤中光脉冲传输方程,详细分析了二阶色散、自相位调制以及交叉相位调制在光脉冲传输过程中引起的啁啾。分析结果显示:通过合理选取入射功率,二阶色散引起的啁啾与自相位调制引起的啁啾在脉冲中心附近可以相互抵消,从而使脉冲展宽最小;交叉相位调制产生的两偏振分量的啁啾引起的频移,可使两偏振分量间产生互束缚,利用这种现象可以抑制偏振模色散。     

利用光脉冲传输特性抑制偏振模色散

基于双折射光纤中光脉冲传输方程，详细分析了二阶色散、自相位调制以及交叉相位调制在光脉冲传输过程中引起的啁啾。分析结果显示：通过合理选取入射功率，二阶色散引起的啁啾与自相位调制引起的啁啾在脉冲中心附近可以相互抵消，从而使脉冲展宽最小；交叉相位调制产生的两偏振分量的啁啾引起的频移，可使两偏振分量间产生互束缚，利用这种现象可以抑制偏振模色散。     

谈谈光孤子通信

１８４４年，苏格兰海军工程师约翰·斯科特·亚瑟对船在河道中运动而形成水的波峰进行观察，发现当船突然停止时，原来在船前被推起的水波依然维护原来的形状、幅度和速度向前运动，经过相当长的时间才消失。这就是著名的孤立波现象。孤立波是一种特殊形态的波，它仅有一个波峰，波长为无限，在很长的传输距离内可保持波形不变。人们从孤立波现象得到启发，引出了孤子的概念，而以光纤为传输媒介，将信息调制到孤子上进行通信的系统则称作光孤子传输系统。 一、光孤子传输原理 光脉冲在光纤中传播，当光强密度足够大时会引起光脉冲变窄，脉…     

21 MHz～100 kHz重复频率亚皮秒NALM锁模光纤激光器

超短脉冲光纤激光器在工业、医学、科研等许多领域有着重要的应用。报道了基于全保偏非线性放大环形镜(NALM, nonlinear amplifying loop mirror)锁模的掺镱光纤激光器,通过调整腔内无源光纤的长度和位置,实现了21 MHz～100 kHz重复频率下的锁模。在21.16 MHz重复频率下实现了3 dB光谱带宽为9.1 nm、脉宽为5.3 ps的单脉冲锁模输出,经压缩后脉宽为352 fs。当重复频率为5.92 MHz时,获得了3 dB光谱带宽最宽为30 nm和压缩脉宽最窄为177 fs的锁模脉冲输出。受限于光纤长度,当最低重复频率为100 kHz时,从振荡器直接输出的锁模脉冲的单脉冲能量为104 nJ,脉宽为300 ps,经压缩后脉宽为1.053 ps。在所有重复频率下,锁模脉冲都具有宽光谱、可压缩至亚皮秒量级等特性,并且不是耗散孤子共振或者类噪声脉冲。其中,当重复频率为388 kHz时,脉宽为62.7 ps、单脉冲能量为20.8 nJ的NALM锁模种子源经过单级光纤放大器后,单脉冲能量可以直接放大到3μJ,最终脉宽可以被压缩至537 fs,整个激光器系统不含脉冲选择器件和额外的多级光纤放大级,结构十分紧凑。