色散缓变光纤中交叉相位调制不稳定增益谱

从非线性薛定谔方程出发得到了色散缓变光纤中交叉相位调制(XPM)不稳定性的增益谱。结果表明,XPM产生的调制不稳定性既可以在光纤反常色散区产生,也可在正常色散区产生,反常色散区的增益谱宽比正常色散区宽,且色散缓变光纤中XPM不稳定增益谱宽比普通光纤中XPM不稳定增益谱宽宽,增益峰值高。色散缓变光纤是XPM调制不稳定性的较好色散介质。     

色用缓变光纤中交叉相位调制不稳定性分析

从非线性薛定谔方程出发得到了色散缓变光纤（DDF）中交叉相位调制（XPM）不稳定增益谱。研究了增益谱随入纤功率及光纤纵向色散参量的变化关系。结果表明：反常色散区的增益谱宽比正常色散区宽，且峰值增益高：DDF中XPM不稳定增益谱宽比常规光纤的宽，二者的比值随传输距离和光纤色散参量的乘积成指数增长；DDF的反常色散区是产生调制不稳定的较好的色散介质。     

色散缓变光纤中基于交叉相位调制的不稳定性研究

研究了色散缓变光纤中基于交叉相位调制的不稳定性,得到了同时计及离散和光纤损耗效应时的色散关系式。发现在抽运功率、传输距离、光纤损耗相同的条件下,色散缓变光纤较常规光纤具有较宽的增益谱;研究同时发现,较大的色散缓变参量及两光束较小的离散均会使增益谱的谱宽加宽,振幅的增长速度加快。并用数值方法验证了利用色散缓变光纤更易产生超短脉冲。     

零色散附近的调制不稳定性

在同时考虑光纤损耗及高阶色散的前提下,从广义的非线性Schroedinger方程出发,研究了单模光纤在零色散附近的调制不稳定性。研究表明,当光脉冲工作在最小群速度色散附近时,四阶色散对光纤的调制不稳定性起决定作用,它使最大微扰频率向临界微扰频率靠近;研究同时发现,光纤损耗亦对增益谱的谱宽有较大影响,它使增益的谱宽变窄,且影响程序随着入峰值功率及传输距离的增大而增强。     

色散缓变光纤中五阶非线性调制不稳定性

在三五阶非线性共存时,研究了有损耗单模光纤中基于两光波交叉相位调制的不稳定条件和增益谱.在色散缓变光纤正色散区,分析了五阶非线性系数、色散纵向变化参量以及两扰动的频率大小关系对交叉相位调制不稳定增益谱的影响.结果表明,在五阶非线性下,色散的纵向渐减仍有利于展宽调制不稳定增益谱;正五阶非线性可使增益谱的谱宽和谱峰值增大,并使谱峰位置远离主波频率,负五阶非线性的作用则相反;两扰动频率大小关系不同,色散纵向参量的变化对增益谱的谱峰大小和位置的影响也不同,五阶非线性对交叉相位调制不稳定性的加强或抑制程度也不同.     

自变陡效应与色散缓变光纤中的调制不稳定性

研究了自变陡效应对色散缓变光纤中光脉冲的调制不稳定性的影响。发现自变陡效应使增益谱的谱宽变窄、振幅的增长速度减慢,而且其影响程度与色散缓变参量有关。当选取色散缓变参量为某一最佳值时,增益谱的谱宽最宽;当色散缓变参量、光纤损耗及传输距离满足另一特定关系式时,调制不稳定性不再发生,光脉冲达到稳定传输。     

保偏阶跃光纤中矢量调制不稳定性

利用光脉冲在非线性双折射光纤中传播时所遵守的相干耦合非线性薛定谔方程，研究了保偏色散阶跃光纤（SWDF）中偏振方向与双折射轴成任意角度时、在反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性。结果表明：在反常色散区，对于任意的偏振角和任意输入功率的光脉冲都产生调制不稳定性；在正常区散区，存在不稳定区域和稳定区域，对应不同的不稳定区域输入临界功率不同，脉冲有不同的增益谱，给出了调制不稳定性增益谱随传输距离和偏振角的变化关系。     

高阶色散下与扰动频率相关的调制不稳定性

对包含损耗、二至四阶色散下两光波扰动频率相等与不等的情况,分析了光纤不同色散区的交叉相位调制不稳定性条件和增益谱.结果表明:三阶色散对交叉相位调制不稳定条件和增益谱无影响,但对扰动的有效波数有贡献;四阶色散的存在,使得二、四阶色散皆同号时的不稳定性比只有二阶色散的情形多出了远离零点的额外谱区,随两扰动的频率大小关系不同,该额外谱区可能由紧挨的2个小谱区构成,也可能只是单一的谱区;增益谱两大区域的谱宽和峰值也会随两扰动频率的不同而发生变化;四阶色散的存在还使两光波的二阶色散异号时的不稳定性出现了远离零点的增益谱.     

五阶非线性色散缓变光纤负色散区的交叉相位调制非稳

推导了三、五阶非线性共存时有损耗单模色散缓变光纤中同偏振、不同波长的两光波的交叉相位调制不稳定条件和增益谱。在色散缓变光纤负色散区,详细分析了五阶非线性系数、色散纵向变化参量、两扰动的频率大小关系对交叉相位调制不稳定条件和增益谱的综合影响。结果表明,正、负五阶非线性分别对交叉相位调制不稳定性起加强和抑制的作用;两扰动频率大小关系不同,色散纵向参量的变化对调制不稳定增益谱的影响也不同;随参数的不同,增益谱存在有截止频率和无截止频率2种形状。     

升余弦变迹布拉格光纤光栅中的调制不稳定性

利用相干耦合非线性薛定谔方程,研究了激光脉冲在升余弦变迹布拉格光纤光栅中传输时,在反常色散区和正常色散区所产生的调制不稳定性。结果表明在反常色散区和正常色散区都能产生调制不稳定性;在反常色散区,当输入功率达到一定数值时,产生明显的规律性增益谱;在正常色散区,在产生调制不稳定性功率区域,调制不稳定性存在并从给定值一直持续到无穷;在反常色散区和正常色散区,增益谱都受到升余弦变迹函数的制约。     

损耗作用下混频时调制不稳定性耦合模分析法

在考虑光纤损耗的情况下，以两载频以及混频过程中产生的边带频率成分为研究对象，给出了研究群速度色散（GVD）、自相位调制（SPM）、交叉相位调制（XPM）综合作用下混频过程中调制不稳定性（MI）的耦合模分析法。导出了当某一相位匹配较好、其他相位失配严重时，两载频自相位调制或交叉相位调制引起的调制不稳定性增益的解析表达式。分析发现，当调制不稳定性主要由自相位调制或交叉相位调制引起时，增益的最大值与色散无关，交叉相位调制在各边带引起的调制不稳定性最大增益相等，同时，考虑损耗后，幅度增益减小的大小受功率、非线性系数、色散情况、损耗系数和传输距离等因素共同影响，调制小稳定性产生的增益只有当频率偏移量足够大时才会出现，载频自相位调制引起的最大增益对应的频率偏移量减小。     

交叉相位调制不稳定性的进一步分析

从耦合非线性薛定谔方程出发,分析了光纤中两光波因交叉相位调制(XPM)所致的调制不稳定性(MI)产生的条件及增益谱。结果表明,当一光波处于正常群速度色散(GVD)区,另一光波处于反常群速度色散区时,与两光波参数有关的扰动增益谱应有3种可能的形式;在一定条件下,在某一微扰频率范围内,甚至还会同时出现两种形式的增益谱。     

低双折射光纤的调制不稳定性

利用连续波在光纤中传播时满足的非线性薛定谔耦合方程,研究了CW波在低双折射光纤的正、反常色散区产生的调制不稳定性。结果表明:调制不稳定性的特征由入射功率和偏振不稳定性的阈值功率的关系决定,增益谱的峰值随着入射功率的变化,大小和位置也发生变化。     

Analysis of Gain Competition Suppression in Multiwavelength Actively Mode-Locked Erbium-Doped Fiber Lasers Incorporating a Highly Nonlinear Fiber

A numerical model for multiwavelength actively mode-locked erbium-doped fiber lasers (AML-EDFL) is presented. Using the model, the influences of four-wave mixing (FWM) and phase modulation effects (i.e., self-phase modulation (SPM) and cross-phase modulation (XPM)) can be studied, respectively. We use it to investigate AML-EDFLs incorporating a highly nonlinear fiber (HNLF) and explore the mechanisms for gain competition suppression (GCS). The net dispersion of the cavity is found critical for GCS. In the small dispersion regime, FWM dominates GCS, but SPM and XPM deteriorate the output pulses. In the large anomalous dispersion regime, SPM and XPM, however, enhance GCS and produce high-quality pulses. Degree of GCS is also quantitatively evaluated. The simulation results are at last confirmed by experiments.     

线性损耗和双光子吸收下硅基波导调制不稳定性

为了分析线性损耗和双光子吸收对硅基波导调制不稳定性的影响,采用理论论证和数值模拟相结合的研究方法,推导了调制不稳定性增益谱、峰值增益、峰值增益频率和调制带宽的表达式。论证了波导的线性损耗、双光子吸收系数和脉冲光功率等参量对调制不稳定性的影响,并对给定结构参量的脊波导进行了仿真分析。结果表明,即使在微弱的光功率(几十毫瓦)下,在反常色散区仍然存在强烈的调制不稳定性现象,其增益是相同功率下光纤介质的102～102倍;峰值增益频率和增益带宽随波导的线性损耗指数衰减;峰值增益也随双光子吸收系数指数减少。这为硅基波导调制不稳定性实验研究和超连续谱产生提供了理论参考。     

交叉相位调制对密集波分复用系统性能的影响

研究了交叉相位调制对密集波分复用系统性能的影响 ,分析了干扰信道为正弦调制时交叉相位调制效应对考察信道相位的影响 ,在此基础上 ,建立任意信号通过具有交叉相位调制效应的信道时的系统模型 ,并将该模型应用于基带不归零码数字信号传输的情形 ,计算了由交叉相位调制引起的系统光功率代价。结果表明 ,交叉相位调制效应对高速率调制系统的性能具有一定的影响 ,应该在系统设计时的功率预算中予以考虑。     

高阶色散下随入纤功率变化的不稳定性增益谱

为了探讨不同入纤功率下高阶色散对交叉相位调制不稳定性增益谱的影响,从光纤中包含高阶色散的耦合非线性薛定谔方程出发,采用线性稳定性分析法,分二阶、四阶色散系数同号、异号和二阶色散系数为0等几种情形,计算了双光束的交叉相位调制不稳定性增益谱随入纤光功率的变化规律,并对各种谱特性的产生机制作了分析。结果表明,当二阶、四阶色散系数同号时,随着入纤功率的增大,增益谱由开始的两个分离谱区逐渐变宽并合成1个谱区;当二阶、四阶色散系数异号和二阶色散系数为0时,增益谱只有靠近零点的第1谱区,且谱宽和谱峰随着入纤功率的增大而增大。此研究对高重复率的超短光脉冲串的产生有一定的理论指导意义。     

色散管理孤子系统的调制不稳定性

为了探究色散管理孤子系统抗微小扰动的能力,从色散管理孤子的调制不稳定性出发,利用孤子传输满足的非线性薛定谔方程,采用线性稳定性分析和数值模拟,得到色散管理系统中调制不稳定性的增益谱;得出色散管理孤子各阶调制不稳定性的增益曲线,并分析了基阶调制不稳定性起主导作用的条件,讨论了色散图中路径平均色散值。结果表明,色散深度对基阶调制不稳定性增益谱有影响,在平均色散为负值的情况下,平均色散值βav(βav0)越大,色散波动幅度越小,基阶调制不稳定性的增益越小,更有利于抑制调制不稳定性增益;但将平均色散值降至更小时,调制不稳定性增益谱不再连续。