光纤中皮秒高斯脉冲的传输特性研究

对描述具有初始频率啁啾的皮秒高斯脉冲传输的微分方程组用龙格-库塔算法进行了求解,得到了高斯脉冲各参数随距离演化的数值解并据此画出了高斯脉冲包络的演化。数值结果表明：二阶色散与光纤非线性的比值为0.72时,脉冲的展宽可以被光纤非线性有效地补偿,且脉冲的频率抖动和啁啾也可以得到较好的抑制,但是过强的三阶色散和初始啁啾将导致脉冲能量的迅速衰减和波形的快速畸变。     

单模光纤中高阶色散对超高斯光脉冲传播的影响

从光脉冲在光纤中传播所满足的非线性薛定谔方程出发,研究了三阶色散对具有不同啁啾的超高斯脉冲在光纤中传输特性的影响。数值模拟的结果表明,超高斯脉冲的波形演变和高斯脉冲有所不同,不但峰值能量经历了一个上升的阶段,而且拖尾振荡在初始阶段也经历了一个增强———减弱的过程。通过计算还发现,初始啁啾无论正负都会加剧三阶色散的影响,故在三阶色散不能忽略的情况下,通过初始啁啾来补偿色散的方法应该慎用。     

啁啾光脉冲在高阶色散控制光纤链中的稳定传输

基于一种二阶和三阶色散补偿的光纤级联系统模型 ,用数值法对啁啾皮秒光脉冲作了传输模拟。结果表明 ,完全补偿的高阶色散控制系统消除了三阶色散所引起的脉冲边沿部的振荡 ,减弱了脉冲峰的时间移动 ;另外 ,在确定的配置下 ,给输入脉冲附加一最佳的频率啁啾 ,可使得色散控制孤子稳定传输。脉冲宽度和啁啾以及光强度都围绕在初始值附近波动 ,在每个补偿周期末端 ,基本恢复到初始值 ;最佳啁啾的选取与二阶色散的配置有关 ,与三阶色散的配置无关 ;文中画出了 10 0Gbit/s码率的 64位随机高斯光脉冲序列在完全补偿系统中传输 10 0 0 0km后的眼图。由清晰的眼图可知 ,这种完全补偿系统减弱了脉冲之间的相互作用     

预啁啾对偏复用孤子技术的补偿

在导出自相位调制和交叉相位调制共同作用所致相位调制频率啁啾的基础上,数值研究了相位调制频率啁啾与初始啁啾的关系,并对有和无初始啁啾40Gbit/s归零码(RZ)在二阶和三阶色散完全补偿(路径平均色散为0)的色散管理偏振复用孤子传输系统中的传输效果进行计算。结果表明,在输入功率达到一定值时,初始啁啾参量C对相位调制频率啁啾的作用,决定着系统偏振复用孤子技术的成效及传输性能,适当选取初始啁啾参量C能够有效抑制偏振模色散,提高孤子脉冲稳定传输距离。     

非啁啾光纤光栅在色散补偿中的应用

本文基于均匀布拉格光纤光栅的色散特性和啁啾高斯脉冲的传输演变特性,研究了工作于传输方式的非啁啾光纤光栅的色散补偿性能,讨论了光栅长度,光栅耦合系数等光栅参数以及初始脉宽,初始啁啾等脉冲参量对补偿光纤长度的影响。     

色散补偿技术在1550nm模拟CATV长途传输系统中应用的研究

色散因素是制约1550nm模拟CATV系统无电中继传输距离的主要因素,本文提出利用已经商用化的色散补偿器件对长距离普通光纤CATV模拟传输系统中的色散进行补偿,并对比了色散补偿光纤和啁啾光纤光栅进行色散补偿的优缺点,同时文章给出了光纤光栅进行色散补偿的最佳位置。模拟系统采用皮长传输,采用啁啾光纤光栅实现对模拟信号的色散补偿可以充分发挥啁啾光纤光栅的低损耗的特性和对单波长进行补偿的特性,本文在国内首次提出采用啁啾光纤光栅（CFG）对1550nmCATV模拟系统长距离光纤传输进行了散补偿,并引用试验证明采用光纤光栅在保证较好载噪比（C／N）和三阶差拍失真（CTB）指标的情况下,能够大幅度地补偿二阶组合失真（CSO）的恶化。     

采用啁啾光纤光栅补偿带啁啾的超高斯脉冲在光纤中传输的色散

利用啁啾光纤光栅,对带啁啾的超高斯脉冲的色散补偿特性进行了理论分析和数值模拟。数值模拟结果表明,光脉冲在普通单模光纤中传输了一定距离后,由于色散的作用,脉冲发生展宽,超高斯脉冲比高斯脉冲展得更宽。若初始脉冲含有啁啾,展宽后的脉冲还出现小调制。用啁啾光纤光栅进行色散补偿后,高斯型脉冲能够较好的恢复初始脉冲形状,带啁啾的超高斯脉冲的脉宽可恢复到接近初始脉冲的宽度,但脉冲形状发生了畸变,并出现了旁瓣,脉冲峰值功率与超高斯脉冲阶数和啁啾参数有关。     

三五阶非线性光纤中光脉冲的啁啾和频谱

为了探讨光纤的五阶非线性对光脉冲传输的影响,利用同时考虑三阶和五阶非线性效应的非线性薛定谔方程,在忽略光纤色散的情况下,解析并计算研究了超高斯光脉冲的非线性相移、频率啁啾。数值模拟了光脉冲传输的功率频谱。结果表明,与只有三阶非线性折射率的情形相比,正五阶非线性折射率的存在使光脉冲在光纤中传输的非线性相移和最大频率啁啾增大,使无啁啾光脉冲的频谱宽度变宽,谱峰数目增多,高斯脉冲初始啁啾对频谱的影响与三阶非线性折射率的情形类似;负五阶非线性折射率则使光脉冲传输的非线性相移和频率啁啾呈现新的特点,并使无啁啾光脉冲的频谱宽度变窄,谱峰数目减少。     

光脉冲在非啁啾光纤光栅中的透射传输研究

基于均匀布拉格光纤光栅的色散特性,阐述丁激光啁啾脉冲的传输演变特性,研究了工作于传输方式的非啁啾光纤光栅的透射传输特性。讨论了光源线宽、光栅长度、光栅耦合系数等光栅参数以及初始脉宽、初始啁啾等参量对补偿光纤长度的影响,通过理论计算和模拟实验研究光栅对脉冲的补偿能力。     

无初始啁啾高斯光脉冲的色散展宽及色散补偿

对无初始啁啾高斯脉冲在普通单模光纤中的传输特性及线性啁啾光纤光栅的色散补偿特性进行了理论分析和数值模拟。结果表明,光纤的色散导致了传输脉冲的展宽,线性啁啾光纤光栅能够实现对展宽脉冲的良好补偿,啁啾光栅时延曲线的平滑度和线性度都是影响其色散补偿性能的重要因素。本文对啁啾光纤光栅的制作及其在色散补偿中的应用有一定的指导意义。     

偏振模色散对线性系统脉宽的影响

研究了线性系统中偏振模色散对均方根脉宽的影响。考虑了光源初始啁啾的作用 ,推导出均方根脉宽的解析表达式 ,分析表明 :二阶偏振模色散对脉冲展宽的作用与群速度色散及啁啾有关 ,一阶偏振模色散的作用则与这两者无关。以啁啾高斯脉冲为例 ,推导出一阶偏振模色散补偿前、后均方根脉宽的解析表达式 ,结果表明 ,适当选择群速度色散和初始啁啾参数 ,可以有效地抑制偏振模色散的展宽效应 ;与主态传输法比较 ,啁啾的存在对后向补偿方法的影响更大     

双曲正割脉冲在光纤中传输的非线性效应

高斯型脉冲在光纤中的传输已有解析解,而对于一些锁模激光器发射的双曲正割脉冲在光纤中的传输特性尚未有解析解。为了研究高功率双曲正割脉冲在单模光纤中的传输特性,文中借助于分步傅里叶方法分析了峰值功率5 000W的双曲正割脉冲在初始啁啾为1.7 rad/s,色散长度0.64 m,非线性长度1.53 m 时1 m 长的光纤中的脉冲演化过程。结果表明,其色散感应脉冲展宽的定性特征与高斯脉冲近似一致,但色散感应的频率啁啾沿脉冲不再是纯线性变化,若输入脉冲峰值功率过大,会引起频谱振荡。     

啁啾高斯脉冲在光纤中传输的脉冲展宽研究

通过求解非线性薛定谔方程,研究了线性光纤中色散导致的具有初始频率啁啾的高斯脉冲展宽的详细物理过程。得到高斯脉冲在光纤中色散所致的脉冲展宽的特性,啁啾因子对脉冲展宽的影响,并讨论了光纤色散对不同宽度脉）中的影响,对色散补偿等技术的研究具有一定的参考价值。     

Simultaneous compensation of laser chirp, Kerr effect, anddispersion in 10-Gb/s long-haul transmission systems

The effects of chirp and fiber nonlinearity in a directly modulated 10-Gb/s intensity-modulated direct-detection (IM-DD) fiber transmission system are investigated by simulation, and a simple and flexible technique for compensating these effects is discussed. Self-phase-modulation (SPM) in optical fiber can be equalized by an anomalous dispersion fiber, whereas pulse broadening caused by laser transient chirp can be compensated by normal dispersion. Using these characteristics, laser transient chirp, SPM, and fiber dispersion can be simultaneously compensated by equalizing fibers inserted within certain intervals. Optimum compensation is always realizable for such fixed equalizing fibers, since the magnitude of SPM can be controlled by changing the optical power in the fiber. Simulation suggests that this technique enables 10-Gb/s, 100-km fiber transmission by direct modulation     

啁啾光纤光栅在硫系光纤激光器中的色散补偿

中红外波段包含极其重要的大气窗口和众多分子的指纹区,基于硫系玻璃的中红外光纤激光器逐渐引起人们的重视。由于硫系玻璃具有极高的非线性和色散特性,脉冲激光在硫系光纤中的展宽成为发展中红外超短激光必须解决的重要问题。针对脉冲激光在硫系光纤中传输的展宽问题,设计线性啁啾光纤光栅,用于补偿高斯脉冲激光经过光纤之后的色散展宽。模拟结果表明:光纤色散导致的脉冲展宽可以通过线性啁啾光纤光栅进行很好的补偿。进一步研究发现,通过对设计的啁啾光纤光栅运用高斯变迹函数进行切趾优化,可以显著改善色散补偿的效果,以获得对脉冲激光色散展宽的完全补偿。文中的研究对于设计高质量的硫系中红外光纤激光器具有理论指导意义。     

40GHz皮秒光脉冲序列光谱展宽的实验研究

实验采用具有较大正常色散值的高非线性光纤（HNLF）,应用脉冲啁啾补偿压缩技术的改进方案实现了40GHz、1．2ps光脉冲序列光谱的更大展宽。在该方案中,脉冲首先通过一定长度的HNLF,成为光谱展宽的线性正啁啾脉冲;然后经过相应长度的普通单模光纤（SMF）进行啁啾补偿压缩以重新提高峰值功率;最后进人第2段HNLF实现脉冲光谱的进一步展宽。实验结果表明,在使用相同长度HNLF（150m）和相同抽运脉冲输入条件下,改进方案10dB带宽增加了3．28nm,并且相干特性保持良好。实验表明,对于40GHz皮秒光脉冲序列,在其峰值功率受自身高重复频率限制不能被光功率放大器充分放大的情况下,该方案是实现脉冲光谱在此类HNLF中展宽的有效途径。     

Pulse compression of an actively modelocked diode laser usinglinear dispersion in fiber

Pulses from a tunable actively mode-locked InGaAsP laser compressed using linear dispersion in single-mode optical fiber are discussed. High-repetition-rate pulses as short as 4.1 ps have been achieved. Compression is optimized by wavelength tuning of the mode-locked laser. Time-resolved spectral measurements show the compensation of pulse chirp by fiber dispersion     

Pulse evolution in a photorefractive self-pumped phase conjugatorwith transmission grating geometry

The effect of grating dispersion on pulse evolution in a photorefractive self-pumped phase conjugator is analyzed. The broadening factors and the time-dependent phases of self-pumped phase-conjugate pulses of unchirped and chirped Gaussian pulses are obtained. When the grating dispersion and the angular dispersion cancel the material dispersion, the self-pumped phase-conjugate pulse has a minimum width, which is determined by the first-order dispersion of the grating. The self-pumped phase conjugation of an unchirped Gaussian pulse broadens and is linearly chirped whereas the self-pumped phase conjugation of a chirped Gaussian pulse is compressed when the dispersion-induced chirp cancels the initial chirp     

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.