线性源啁啾对孤子脉冲压缩的影响

通过线性源啁啾对孤子脉冲压缩影响的研究,发现泵浦脉冲和孤子脉冲的源啁啾参量地脉冲压缩产生重要影响,且孤子脉冲压缩存在最佳光纤长度。在泵浦功率一定的条件下,选取负啁啾的泵浦脉冲正啁啾的孤子脉冲可以获得高压缩因子的光脉冲;同时选取负啁啾的泵浦脉冲和正啁啾的孤子脉冲易于产生更短的压缩光脉冲。     

掺铒光纤放大器中孤子脉冲获得线性啁啾的研究

为了研究孤子脉冲经掺铒光纤放大器演变后的啁啾特性,采用了对称分步傅立叶的数值方法,对孤子脉冲在不同增益条件下的演变和线性啁啾特性进行了数值仿真。数值计算的结果表明：当满足增益系数μ远大于1时,基孤子脉冲在放大器中传输能够获得很好的线性啁啾,且发现脉冲的啁啾特性受选取的放大器长度参量的影响;啁啾越明显的脉冲,线性啁啾所占的区域越窄。进一步研究还发现初始啁啾系数和孤子阶数对脉冲获得的线性啁啾均有很大影响,初始正啁啾系数和高孤子阶数均能增强输出脉冲的线性啁啾特性。因此,利用孤子脉冲在掺铒光纤放大器中传输的非线性效应能够获得良好的线性啁啾,这对实现高质量的脉冲压缩是很有帮助的。     

光栅对刻线失配对啁啾脉冲时间波形的影响

为了研究啁啾脉冲在光参量啁啾脉冲放大系统中传输时脉冲变化的情况,采用光线追迹法和4阶龙格-库塔法,得到了压缩器光栅对刻线失配对输出脉冲宽度和时间波形的影响的模拟结果。结果表明,当光栅对刻线失配且夹角约在±4°范围内时,若只考虑2阶色散的影响,初始啁啾导致脉冲宽度略小于无初始啁啾脉冲的宽度。当考虑到3阶、4阶及更高阶色散时,脉冲宽度大于种子脉冲的初始宽度。当入射脉冲具有正啁啾时,出射脉宽随夹角α的增大不断增加,但当具有负啁啾时,脉宽随α的增大先减小后再增大。光栅G2顺时针旋转时的脉宽变化与G2逆时针旋转时脉宽变化相同。另外,初始啁啾对出射脉冲出现的预脉冲、尾脉冲有一定的削弱作用,负啁啾对脉冲展宽和失真的影响明显小于相应的正啁啾。     

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。     

啁啾对存在离散效应时孤子脉冲压缩的影响

本文从描述双皮秒脉冲在单模光纤中共同传输的耦合NLS方程出发 ,研究了具有啁啾因子的泵浦脉冲对孤子脉冲压缩的影响 ,结果表明 :泵浦脉冲具有初始啁啾时 ,会有利于存在离散效应和初始延时的信号脉冲的压缩 ,脉冲的压缩比随着正啁啾因子的增加而缓慢增加 ,负啁啾因子则相反     

超高斯啁啾光脉冲在单模光纤中传输的演化行为

本文从激光脉冲在单模光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,通过分步傅里叶变换方法,数值研究了超高斯啁啾光脉冲在单模光纤中脉冲形状的演化.研究表明,超高斯脉冲在单模光纤中传输将经历一个从近平顶、多峰、最后到单峰的演变过程,且高阶色散将引起脉冲形状发生畸变;在GVD和SPM效应的共同作用下,无啁啾的超高斯脉冲在特定条件下将出现孤子演变,具有正啁啾的超高斯脉冲在传输的初始阶段,脉冲形状的变化非常剧烈,而由于负初始啁啾减弱了非线性与色散效应引起的频率啁啾,所以其脉冲波形的变化平缓一些.研究表明,SPM产生的啁啾对入射脉冲的初始啁啾有一定的补偿作用.     

皮秒脉冲在光子晶体光纤中的压缩效应

为了研究初始啁啾和初始输入功率对脉冲压缩的影响,运用对称分步傅里叶方法数值模拟了皮秒高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输过程.增大初始啁啾和输入功率可以得到更大的压缩因子,同时最佳光纤长度减小,它们之间基本成线性关系.并且在初始啁啾值和初始功率比较小时,在最佳光纤长度处,品质因子和压缩因子不是同时达到最大值.结果表明,若选取适当的光纤长度和初始峰值功率,可以实现啁啾脉冲在光子晶体光纤中的有效压缩.     

啁啾孤子的传输研究

研究啁啾孤子在传输过程中的脉冲形状和频率啁啾的演化过程。分别分析了具有初始正、负啁啾孤子在传输过程中的脉冲展宽和压缩的全过程，总结出啁啾孤子对通信系统性能的影响。     

脉冲初始啁啾对色散管理孤子传输性能的影响

本文数值分析了脉冲始啁啾对色散控制孤子传输性的影响,得出的结论为：适当地选择正的初始啁啾可以提高后补偿系统中孤子的传输特性;负啁啾可以提高前补偿系统中孤子的传输性能。初始啁啾参量的大小与色散补偿的结构以及平均输入功率有关,并提出对采用啁啾技术的色散管理孤子系统设计的新方法。     

色散平坦渐减光纤中自相似脉冲演化特性研究

从脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,采用分布傅里叶方法对脉冲在色散平坦渐减光纤中自相似脉冲演化特性进行了研究。结果表明：双曲正割脉冲在不同初始能量和初始脉冲宽度的情况下,色散平坦渐减光纤可以产生带有线性啁啾的自相似脉冲。进一步研究表明,随着初始啁啾增加,脉冲逐渐展宽且展宽速度逐渐加快,而演化特性的劣化程度随啁啾参量的增加而增大;当初始啁啾为正时自相似脉冲演化特性劣于负啁啾时的特性。     

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。     

光脉冲通过F-P滤波器后峰值功率的变化

通过推导出的啁啾光脉冲通过F-P滤波器后输出脉冲光强的解析表达式,对不同情况下输出脉冲的峰值功率进行了研究.发现对于一确定的滤波器,峰值输出功率随输入脉冲的宽度及啁啾因子的大小而变化.     

啁啾超高斯脉冲半导体激光器频谱的补偿修正研究

利用一段色散位移光纤(DSF)对半导体激光器产生的皮秒啁啾超高斯脉冲的频谱补偿修正,获得了较好的修正结果。适当的压缩脉冲频谱可以减小码间干扰,防止频谱因过度展宽而导致信号脉冲失真,从而在一定程度上有利于超高斯脉冲的稳定传输,提高光纤系统的传输距离。研究时,采用对称分步傅里叶法(SSFM),数值模拟了初始啁啾为-3,初始脉宽为10ps,峰值功率为30W的啁啾超高斯脉冲,在DSF中传输时消啁啾的频谱演变过程。模拟结果表明,利用长度为0.5m的DSF可以在最大程度上消除该初始脉冲的“红移”啁啾。     

非均匀分布反馈半导体光放大器的动态双稳特性

分布反馈半导体光放大器(DFB-SOAs)具有较低的双稳上跳阈值，因而在光学信息处理方面有一定的应用前景。引入空间相移、啁啾等非均匀性后，其双稳特性可得到进一步改善。由于系统的传输速率受到脉冲下降沿形变及开启延时的限制，因此对其动态双稳特性的研究很有必要。从耦合模方程及载流子速率方程出发，数值分析了相移、啁啾分布反馈半导体光放大器的动态双稳特性。结果表明，相移使出射脉冲下降沿的形变及开启延迟随初始失谐量的减小呈现先恶化后缓和的趋势，引入啁啾可明显抑制脉冲下降沿的形变，但是增加了开启延迟所需的功率过载量。     

大模场光子晶体光纤中超连续谱的产生与控制

探索利用大模场光子晶体光纤产生大功率、高光束质量的超连续谱。采用分步傅里叶方法求解广义非线性薛定谔方程(GNLSE), 模拟了光脉冲在大模场光子晶体光纤中非线性传输和超连续谱的产生过程。着重分析了光子晶体光纤长度和抽运脉冲的峰值功率、啁啾等对超连续谱产生的影响, 讨论了大模场光子晶体光纤中光谱的非线性展宽机制。发现可将超连续谱产生过程分为初始展宽、剧烈展宽和饱和展宽三个阶段。合理选择光纤长度, 使产生的超连续谱处于剧烈展宽阶段时输出, 既能够得到较宽的光谱, 又能够保证较高的效率。抽运峰值功率对超连续谱的产生有重要影响, 当输入功率较小时, 脉冲的频谱成对称展宽, 仅有自相位调制(SPM)效应起作用, 其他高阶效应的影响都很弱。随着脉冲功率的增加, 频谱短波方向变化较小, 光谱向长波方向展宽。同时, 脉冲时域出现振荡调制, 振荡的起因与光波分裂现象有关。抽运光初始啁啾对超连续谱的产生也有重要影响。当啁啾为正时, 啁啾量的大小对产生超连续谱的影响较小, 蓝移方向基本没有影响, 而红移部分能量随着啁啾量的增大向长波方向转移, 超连续谱总的宽度变化较小; 当啁啾为负且满足一定条件时, 其中的非线性作用得到增强, 有利于光谱展宽。     

初始啁啾对光子晶体光纤中飞秒脉冲压缩的影响

运用分步傅里叶方法数值模拟了飞秒高斯脉冲在光子晶体光纤中的传输,计算分析了初始啁啾对脉冲压缩效应的影响.结果表明,初始啁啾有利于增强压缩效果,提高脉冲压缩质量和峰值功率,但使得最佳光纤长度减小.选取合适的光纤长度,可有望对各种波长的脉冲进行压缩.     

脉冲啁啾对相位共轭通信系统性能的影响

数值模拟了线性啁啾高斯脉冲在光纤中的传输演化过程,分析了线性啁啾高斯脉冲的传输特性。结果表明,脉冲啁啾不会影响中置相位共轭系统对色散和非线性效应导致的信号失真的完全补偿;单模光纤中啁啾将导致脉冲信号产生初期窄化和末期窄化过程,这种传输特性可用来优化相位共轭系统的总体结构设计,进一步改善和提高系统的补偿性能。