分数阶衍射蜂窝晶格中带隙涡旋孤子的传输与控制

基于分数阶非线性薛定谔方程,研究分数阶衍射效应下蜂窝晶格中带隙涡旋光孤子的存在性与传输特性.首先采用平面波展开法得到蜂窝晶格能带结构,其次在带隙结构中分别采用改进的平方算子迭代法、分步傅里叶法和傅里叶配置法研究含有蜂窝晶格势的分数阶非线性薛定谔方程中带隙涡旋孤子的模式及其传输特性.研究结果发现带隙涡旋孤子的传输特性受Lévy指数和传播常数的影响.在稳定区间,带隙涡旋孤子可以稳定传输,而在非稳定区间,带隙涡旋孤子会随着传输距离的增加而逐渐汇聚,失去环状结构演变为基孤子.且Lévy指数越大,带隙涡旋孤子能够稳定传输的距离越长,功率越低.此外,相邻晶格同相位两个带隙涡旋孤子与旁瓣能量相叠加,反相位两带隙涡旋孤子与旁瓣能量相抵消,传输过程中逐渐失去环状结构,演化为类偶极子模式,且受方位角调制影响而周期性旋转.在非相邻晶格处两带隙涡旋孤子,由于旁瓣影响较小,带隙涡旋孤子在传输过程中能较好地保持环状结构.

混沌光纤激光器偏振分量的动力学特性

实验利用光纤的非线性克尔效应在掺铒光纤激光器中实现混沌激光的输出,详细研究了泵浦电流和偏振态等因素对系统输出的影响,分别对混沌光纤激光器偏振分量的输出功率,动态演变、互相关特性及光谱等动力学特性进行了详细分析。结果表明,混沌光纤激光器及其偏振分量的输出功率随泵浦电流的变化呈线性关系。随着泵浦电流的增加,混沌激光偏振分量历经周期、混沌和自脉冲的输出状态,与混沌激光器输出的动态演变步调一致。不同偏振态下,混沌激光偏振分量同样可实现从周期到混沌脉冲串的动态演变过程,偏振分量之间的相关性与系统的输出状态密切相关。实验对不同泵浦电流的光谱进行了分析,光谱的形状不随激光器输出的不同状态而改变,其中心波长基本保持不变。实验结果对研究新型偏振可控光纤激光器及多路光纤传感等应用提供了一种新思路,该工作对于探索混沌光纤激光器偏振分量的非线性动力学特性具有重要意义。

基于LabVIEW的电信号傅里叶分解合成实验系统开发

基于LabVIEW设计了集电信号的傅里叶分解、合成、频率响应及频谱分析功能于一体的虚拟仿真实验系统。该软件具有图形用户界面,可调节信号类型、幅度、频率和电阻、电容、电感等各种电路参数。测试结果表明该实验系统不仅能实现电路实验箱全部功能,还能实现频率响应、频谱分析及改变电感进行傅里叶分解等实验箱不具备的功能。在实验教学中,将开发的虚拟仿真实验程序放到网上,用于疫情期间的线上教学,能有效地提高电路实验教学质量。

线性散焦PT对称波导中饱和非线性孤子传输与控制

为了研究线性散焦宇称-时间对称双通道波导中分数阶衍射饱和非线性下孤子的模式以及孤子的传输与控制,通过改进的平方算子迭代法对含有线性势的分数阶饱和非线性薛定谔方程进行数值计算得到孤子模式,傅里叶配置法判断孤子线性稳定性,并利用分步傅里叶法模拟仿真孤子的传输。研究结果表明:在散焦饱和非线性中,该宇称-时间对称波导可支持稳定的双峰灰孤子模式。随着饱和非线性系数和传播常数绝对值的增大,双峰灰孤子的背景强度增大,灰度值减小,功率增大。Lévy指数、增益/损耗系数和饱和非线性系数的增加会导致孤子的横向能流密度变化增大,但在波导通道位置处接近于0。在聚焦饱和非线性下,线性散焦宇称-时间对称波导对亮孤子光束具有控制作用。当光束在波导中心输入,孤子以呼吸子的形式长距离传输;在非波导中心输入,光束以初始输入位置为边界振荡传输。随着饱和非线性系数的增大,光束的振荡频率增加,光束宽度变宽,峰值强度减小。宇称-时间对称波导势阱深度的增加会导致光束的振荡频率增加,峰值强度增加。该研究结果可为宇称-时间对称波导对光束的控制提供一定的理论参考。

掺Yb^(3+)双包层光纤中的绿光荧光分析

普通单模光纤与掺Yb3+ 双包层光纤熔接后 ,当用波长为 976nm激光耦合时 ,实验观察到掺Yb3+ 双包层光纤中呈现绿色的荧光并用光谱仪进行了测试 分析表明 :绿色荧光的产生为Yb3+离子间相互作用引起合作能量转移 (CET)过程 。

掺Yb^(3+)光纤环形激光器研究

报道了采用环形腔结构 ,使用偏振敏感的光隔离器构成掺Yb3 + 光纤激光器激光输出特性研究结果 用 976nm半导体激光器作为泵浦激光 ,获得了 2 .35mW的最大输出功率 ,激光的中心波长为 1 .0 537μm ,泵浦阈值功率为 42mW 在改变腔内偏振控制器的状态时 ,激光器的输出波长移动到 1 .0 66μm .在时域 ,实验观测到掺Yb3 +

1053nm超短脉冲光纤激光的产生

为了研究环形腔掺Yb3+光纤激光器的输出特性,采用两个波长为976nm的半导体激光器作为超短脉冲激光器的抽运源,利用非线性偏振旋转锁模技术,实现了激光器的自起振锁模运转。实验中通过调节掺杂光纤的长度和偏振控制器波片的位置实现了锁模脉冲的波长调谐,在掺杂光纤长度为1.6m时,获得了波长为1053nm、最大输出功率为9.5mW、光谱宽度为6nm、重复频率为23.7MHz的超短光脉冲输出。实验结果与分析表明,采用调节光纤的长度和偏振控制器可实现超短脉冲光纤激光器的波长调谐。

双包层掺Yb^(3+)光纤环形脉冲激光形成研究

对采用环形腔结构 ,由偏振敏感的光隔离器构成超短脉冲掺Yb3+光纤激光器输出的动力学特性进行了数值模拟 模拟表明 :在没有进行色散补偿的掺Yb3+光纤环形激光器中 ,采用非线性偏振旋转的附加脉冲锁模技术 ,通过改变偏振控制器的方向 ,可以使激光器工作在不同的区域 实验用 976nm的半导体激光器作为泵浦源 ,通过调整偏振控制器 ,实验观测到掺Yb3+环形激光器工作在稳态和自脉动状态 。

外腔光反馈的半导体激光器基本模型的运行模式

根据 L ang- kobayashi带光反馈的半导体激光器模型 ,从理论上推导出其稳定条件 .数学模拟表明 ,对于动态单模半导体激光器 ,少量的外光反馈也会改变激光器的输出模式 ,随着反馈量的增加 ,激光器的振荡模式亦增加 ,并始终为 (2 n+1 )

NIRFAST仿真实现乳腺扩散光层析图像智能分类

论文采用 NIRFAST 软件仿真实现乳腺扩散光层析成像,通过深度学习方法实现乳腺扩散光层析图像的智 能分类。乳腺扩散光层析成像图像仿真采用开源软件包—NIRFAST 软件模拟和重建。乳腺扩散光层析成像图像 中乳腺肿瘤的大小、位置和光学特性各不相同,通过不同的光吸收系数区分不同类型的乳腺肿瘤,并采用计算机辅 助诊断方法进行图像分析,将其分为良性和不同等级的恶性肿瘤。为提高特征提取能力,提出了 DOTResNet 模 型,DOTResNet 模型实现是通过将 ResNet-34 的输入干中 7×7 卷积替换为 3 个 3×3 卷积,并增加 ReLU 和 BN 层。 DOTResNet 与 ResNet-34 和预训练的 ResNet-34 相比,FLOPs 减小了,并将分类准确率提高到 99. 38%。与经典的 ResNet-34 相比,调整后的 DOTResNet 模型在乳腺扩散光层析成像分类上具有更高的准确率。

超短脉冲掺Yb^3＋光纤放大器实验研究

通过采用不同类型和不同长度掺Yb3+光纤进行被动锁模光纤放大器的实验研究.获得了最大输出功率为140mW,单脉冲能量为5.5nJ的超短脉冲.实验分析表明:掺杂光纤绿色荧光的产生和自吸收是影响放大器光转换效率的主要原因.绿色荧光的产生为Yb3+离子间相互作用引起合作能量转移过程,这种能量转移过程将降低光纤放大器的量子效率.

超短脉冲掺Yb^(3+)光纤激光器实验研究

报道了掺Yb3+光纤激光器产生超短脉冲的实验研究超短脉冲激光器抽运源采用波长为976nm的半导体激光器,采用非线性偏振旋转相加脉冲锁模技术,通过调节偏振控制器的方向,实现了掺Yb3+光纤激光器的稳定锁模输出,获得了最大输出功率为7.02mW,脉冲激光光谱宽度为6nm,重复频率为13.7MHz.

掺铒环形光纤激光器中暗孤子族的演化

基于非线性耦合薛定谔方程和非线性偏转锁模技术,理论研究掺铒光纤环形激光器产生暗孤子族的演化规律.结果表明,当小信号增益保持不变,环形光纤激光器的锁模透过率函数影响构成暗孤子族中暗孤子数目,暗孤子族中暗孤子的数目与暗孤子受到扰动时色散波的不同强度与损耗分布不同有关.由自相位调制和互相位调制产生的非线性相移导致的相同频率不同相位的光波发生相长和相消干涉,这种干涉的结果导致暗孤子族光谱旁瓣的产生.

包层泵浦的铒镱共掺光纤激光高效产生的实验研究

利用尾纤输出的 977nm高亮度多模半导体激光器包层泵浦铒镱共掺双包层光纤 ,采用非球面透镜组耦合方式 ,使泵浦耦合效率达 6 6 %以上 ,并在法布里 珀罗激光振荡腔结构中实现了高效的连续激光产生 ,双包层光纤长度为 2m ,在泵浦入纤功率为 1.36W时 ,输出连续功率最大394mW ,斜率效率达 35 % ,激光输出波长 1.5 6 5

飞秒激光脉冲诱导透明介质的非线性吸收和折射率改变轮廓研究

实验研究了飞秒激光脉冲诱导熔融石英的非线性吸收特性 ,利用激光诱导自由电子等离子体浓度取决于多光子吸收系数和入射光强的关系 ;数值模拟了激光诱导折射率变化区域的大小 ,结合非线性吸收机理和飞秒激光脉冲与介质的相互作用 ,解释了飞秒激光脉冲超精细加工不受衍射极限的约束 ,可实现纳米级加工的机理 结果表明 ,电介质的电离能越大 ,飞秒脉冲诱导的折射率变化区域就越小 ,但要求的激光脉冲能量也越大 ;

8字形腔波长可调谐锁模脉冲光纤激光器

采用非线性光纤环形镜加脉冲锁模技术及可调谐光纤光栅滤波器,对8字形腔被动锁模掺铒光纤激光器进行了波长可调谐输出的实验研究.在EDFA抽运光功率一定的情况下,通过调节偏振控制器和可调谐光纤光栅滤波器,获得了光谱稳定、重复频率1.1MHz、输出功率起伏小于0.8dBm、中心波长在1548～1570nm内连续可调的短脉冲输出.该激光器可实现自启动锁模,且长时间稳定工作无需任何调整.

利用可调谐的混沌Fabry-Perot激光器实现波分复用无源光网络的断点检测

波分复用无源光网络具有支路多、节点密的特征,为精确定位各支路的断点,提出了一种基于可调谐混沌Fabry-Perot激光器的检测方法.将光反馈多纵模Fabry-Perot半导体激光器作为混沌光源,在改变反馈光光波模式的条件下输出波长可调谐的混沌激光.以探测光的波长标记各被测支路,将探测信号和携带延时信息的回波信号进行互相关运算,根据相关曲线峰值的位置即可完成定位.分析了可调谐混沌源的特性,并以1×4的波分复用无源光网络为例,进行了初步的实验验证,结果表明该方法可以精确定位光网络支路中连接点及断点的位置,空间分辨率达4cm,且与探测距离无关.

双包层光纤激光器泵浦光耦合及激光反馈研究

总结分析了高功率双包层光纤激光器的泵浦耦合及激光反馈方式 ,指出了相关方式中应采取的一些措施。结果表明 ,采用树枝状结构多模耦合器进行侧向泵浦及采用光纤光栅进行激光反馈是最佳方式。同时特别指出菲涅耳波带片耦合方式的潜在优势 。

基于信号杂波噪声比的认知雷达扩展目标探测波形设计

针对认知雷达在杂波环境下探测扩展目标时,回波信号的信号杂波噪声比(SCNR)较低的问题,提出了一种基于SCNR认知雷达发射波形优化设计方法。首先,不同于以往的点目标模型,通过建立扩展目标探测模型,得到认知雷达回波信号杂波噪声比(SCNR)与发射信号能量谱密度(ESD)间的关系;其次,根据最大SCNR准则推导出发射信号ESD的全局最优解;最后,为了得到有实际意义的时域信号,采用相位调制的方式,结合最小均方误差(MMSE)和迭代算法将最优ESD合成满足雷达发射要求的恒幅时域信号。仿真实验中,该方法所得时域合成信号幅度为1,在匹配滤波器输出端的SCNR为19.133 d B,仅小于理想值0.005 d B。结果表明,所得到的时域波形不仅能够满足恒幅要求,而且能使接收机输出端的SCNR接近理想值,提高了扩展目标探测性能。

高重复频率飞秒掺镱光纤放大器

数值分析了掺镱单模光纤放大器的最佳增益光纤长度,并在实验上对掺镱单模光纤放大器和光栅对压缩器进行了研究。以最大平均输出功率为7 mW、重复频率为25.4 MHz、脉宽为56 ps的被动锁模环形腔掺镱光纤激光器作为种子脉冲,用250 mW的976 nm单模半导体激光器分别泵浦3种不同长度的掺镱单模光纤,对种子光进行放大,并用光栅对压缩器对放大后的脉冲在不同光栅距离上进行了压缩实验研究。当掺镱单模光纤长度为1.2 m时得到了较好的放大效果,种子脉冲被放大到140 mW,相应的增益为13 dB,放大后的单脉冲能量为5.5 nJ。在光栅距离为14.1 cm时获得了最短440 fs的脉冲,压缩后的功率为43 mW,相应的峰值功率为3.8 kW。