色散渐减光纤中产生优质自相似脉冲的研究

从非线性薛定萼谔(NLS)方程出发,介绍了色散渐减光纤中抛物线脉冲的自相似传输原理以及输出的自相似脉冲的特性.研究不同的g0(色散增益系数)、不同时域包络的初始输入脉冲、不同的初始脉宽对自相似脉冲产生的影响,利用数值模拟结果对色散渐减光纤中影响自相似脉冲形成的参量进行分析,为在色散渐减光纤中产生高质量自相似脉冲的优化设计提供理论依据,发现输入具有较大g0和T0的双曲正割脉冲可以在较短的光纤长度上就获得高功率、强线性啁啾和宽频谱的抛物线型自相似脉冲,同时对自相似脉冲进行补偿时,所需的补偿光纤长度明显缩小,且可得到80fs量级的高质量压缩脉冲.     

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。     

基于非线性渐增原理获得抛物线型自相似脉冲的研究

采用理论推导和数值模拟相结合的方法研究了脉冲在指数渐增的非线性渐增光纤(NIF)中的自相似演化。结果表明,与双曲渐减的正色散渐减光纤(ND-DDF)类似,利用指数渐增的NIF也可获得具有严格线性啁啾的抛物线型自相似脉冲。同时深入研究了ND-DDF和NIF两种增益等效方式对自相似演化特性的影响,结果表明:1)等效增益决定了脉冲自相似演化的结果,等效方式决定了脉冲自相似演化进程快慢;2)在具有相等的等效增益条件下,脉冲在指数渐增NIF和双曲渐减ND-DDF中演化为相同的自相似脉冲,但是前者对脉冲的自相似演化更高效,即前者实现自相似演化所需光纤长度更短;3)两种增益等效方式所需光纤长度的关系是使得各自具有相同的光纤有效放大因子。     

利用非线性渐增光纤产生自相似脉冲的特性研究

基于脉冲在非线性系数渐增光纤(NIF)中传输满足的非线性薛定谔方程,类比常见的色散渐减方式,研究了常见非线性递增方式的NIF获得抛物线型自相似脉冲的情况。数值研究的结果表明:在采用不同的非线性递增方式(线性、指数、高斯、双曲),最终输出的脉冲均具有较好的线性啁啾,且基本符合抛物线形状;同时初始时非线性渐增越快(即初始阶段增益较大)的非线性系数渐增光纤使得输出脉冲具有更强的线性啁啾,经啁啾补偿后的压缩脉冲压缩因子最大,适当增大始末非线性比值可获得更佳的压缩效果。     

色散渐减光纤中的绝热脉冲压缩研究

简述了绝热孤子压缩的机理,并对线性、指数、高斯、余弦和双曲5种类型色散渐减光纤(DDF)的绝热脉冲压缩过程进行了分析和讨论,结果表明线性渐减的DDF更适于绝热脉冲压缩.     

48 fs,108 MHz色散管理孤子掺Er3+光纤激光器

提出了一种基于商售光纤构建的适用于精密光谱光频梳应用的100 MHz重复频率色散管理孤子光纤激光器的设计方案.通过采用低负色散光纤调控重复频率、高正色散光纤增大腔内脉冲呼吸比,构建了重复频率为108 MHz、中心波长为1550 nm的基于正色散掺铒光纤的色散管理孤子光纤激光器,该激光器腔内净色散为-0.0023 ps2,直接输出脉冲宽度为70 fs,经光纤压缩后脉冲宽度为48 fs,且脉冲中心波长处在1550 nm.     

正常色散光纤放大器中超短脉冲的自相似演化条件

在正常色散条件下,超短光脉冲在光纤放大器中可以演化成具有线性啁啾的自相似抛物脉冲,其演化结果可影响脉冲的压缩质量.采用分步傅里叶方法数值研究了正常色散光纤放大器中,初始输入脉冲宽度、能量、光纤增益和色散系数对超短脉冲自相似演化结果的影响.发现色散长度是脉冲能否实现自相似演化的关键因素.当色散长度与光纤长度相近(几倍)时,脉冲可以实现自相似演化;两者相差越大,脉冲的自相似演化程度越差.增加初始脉冲能量可以加速脉冲的自相似演化,缩短自相似演化的距离.放大器总增益一定时,增益系数越大,脉冲受非线性扭曲的影响越大,使脉冲的自相似演化结果越差;增益系数为0.95 m-1时放大器可获得的总增益比3.8 m-1时大3.3 dB.     

初始啁啾对色散渐减光纤中皮秒脉冲孤子效应压缩的影响

在色散沿光纤传输方向线性减小的光纤中,用分步傅里叶方法数值模拟皮秒脉冲的传输,计算和分析了初始啁啾对色散渐减光纤中皮秒脉冲的孤子效应压缩的影响.通过分析脉冲压缩比,最佳光纤长度,压缩后的脉冲峰值功率和脉冲压缩质量的变化,发现加入初始啁啾,可以使皮秒脉冲得到更好的压缩.     

10GHz低抖动增益开关DFB激光器

采用国产管芯 ,利用增益开关效应获得了 10 GHz超短光脉冲 .利用自注入的方法 ,采用最简单的结构 ,减小了增益开关 DFB激光器光脉冲的时间抖动 ,使 10 GHz光脉冲的时间抖动小于 840 fs.研究了光脉冲抖动量对温度变化及微波驱动频率的敏感性 .利用线性压缩和梳状色散渐减光纤链获得 10 GHz、 5 ps无基座光脉冲     

10GHz低抖动增益开关DFB激光器

采用国产管芯,利用增益开关效应获得了10GHz超短光脉冲.利用自注入的方法,采用最简单的结构,减小了增益开关DFB激光器光脉冲的时间抖动,使10GHz光脉冲的时间抖动小于840fs.研究了光脉冲抖动量对温度变化及微波驱动频率的敏感性.利用线性压缩和梳状色散渐减光纤链获得10GHz、5ps无基座光脉冲.     

一种新型的高功率双波长自相似抛物线脉冲激光器

基于正色散单模光纤、掺Yb3+增益光纤和多模光纤光栅,提出了一种可调高功率双波长自相似抛物线脉冲激光器。采用非线性薛定谔方程描述双波长自相似抛物线脉冲的传输和演化过程,并利用分步傅里叶方法进行数值模拟。输入脉冲在正色散单模光纤与掺镱增益光纤中产生自相似抛物线脉冲,多模光纤布拉格光栅对激光器进行双波长选择,通过调节偏振控制器实现双波长稳定运行。数值模拟分析结果表明该激光器的运行是可行且有效的。     

Analytical Dynamics of Parabolic Pulses in Nonlinear Optical Fiber Amplifiers

The process of attraction of parabolic pulses towards a self-similar profile in weakly dispersive nonlinear fiber-optic amplifiers can be well described by means of a simple analytical model. This approach permits for a rapid evaluation of the achievable pulse compression factor of high energy, strongly chirped pulses that emerge from a fiber amplifier     

掺镱光纤放大器中脉冲自相似演化特性分析

为了研究自相似演化对于高功率超短脉冲系统产生的影响,采用非线性薛定谔方程,对掺镱光纤放大器中自相似解进行了理论分析,得到初始脉冲、脉冲宽度、增益系数、增益色散等参量变化时对其自相似演化产生不同的影响.结果表明,初始脉宽不同时,只有其初始色散长度和光纤长度相接近时,才可以实现脉冲自相似的演化;初始输入脉冲不同时均能演化成抛物线形,但是演化的进程不同;大的增益系数可以获得高功率、宽频谱的自相似脉冲;增益色散对自相似放大起滤波作用.研究结果对设计自相似脉冲放大器具有一定的借鉴价值.     

利用线性啁啾光纤光栅进行脉冲压缩的研究

利用光纤－线性啁啾光纤光栅进行光脉冲的压缩,首先讨论了线性啁啾光纤光栅的色散特性,并给出耦合系数为反高斯函数的线性啁啾光纤光栅的色散特性;然后利用此种光纤光栅与正常色散光纤结合进行光脉冲的压缩,通过理论和数值分析,得出一简单设计规则;最后利用此规划设计一个压缩因子为１０的光纤－线性啁啾光纤光栅压缩器。     

Chirped Microwave Pulse Generation Based on Optical Spectral Shaping and Wavelength-to-Time Mapping Using a Sagnac Loop Mirror Incorporating a Chirped Fiber Bragg Grating

In this paper, we propose and demonstrate an approach to optically generating chirped microwave pulses with tunable chirp profile based on optical spectral shaping using a Sagnac loop filter incorporating a chirped fiber Bragg grating (CFBG) and linear wavelength-to-time mapping in a dispersive element. In the proposed approach, the optical power spectrum of an ultrashort optical pulse is shaped by a CFBG-incorporated Sagnac loop mirror that has a reflection spectral response with a linearly increasing or decreasing free spectral range. The spectrum-shaped optical pulse is then sent to a dispersive element to perform the linear wavelength-to-time mapping. A chirped microwave pulse with the pulse shape identical to that of the shaped spectrum is obtained at the output of a high-speed photodector. The central frequency and the chirp profile of the generated chirped microwave pulse can be controlled by simply tuning the time delay in the Sagnac loop mirror. A simple mathematical model to describe the chirped microwave pulse generation is developed. Numerical simulations and a proof-of-principle experiment are implemented to verify the proposed approach.      

光纤—光纤光栅脉冲压缩器的研究

本文提出了利用正常色散光纤加线性啁啾光纤光栅组成全光纤光脉冲压缩器方案,理论和数值分析了压缩器的压缩特性,给出光纤－光纤栅压缩器的设计规则,指出了有关文献压缩器设计规则的局限性,提出了新结论。