脉冲在非线性渐增光纤中自相似演化的研究

为了研究超短脉冲在非线性渐增光纤中自相似演化的特性,采用理论分析与数值模拟的方法,对脉冲在非线性渐增光纤中的传输演变进行了数值仿真。结果表明,脉冲在非线性渐增光纤中的传输与在具有放大增益的光纤或色散渐增光纤中一致,均能实现脉冲的自相似演化,最终演化为具有良好线性啁啾特性抛物形脉冲,仿真结果验证了脉冲在非线性渐增光纤中的传输方程具有渐进解。由于输出抛物脉冲具有良好的线性啁啾,此研究结果对实现高质量的脉冲压缩是有帮助的。

飞秒孤子在色散渐增光纤中谱压缩的数值分析

通过数值求解修正了的广义非线性薛定谔方程,研究了孤子在色散渐增光纤中的谱压缩进程.详细分析了入射脉冲峰值功率对输出脉冲的谱宽和中心波长的影响,并描述了脉冲的脉宽、谱宽及啁啾在光纤中的演化过程.计算结果表明,脉宽200fs、中心波长1550nm的基孤子在群速度色散从-1ps2/km至-11ps2/km线性变化的长100m的色散渐增光纤中传输时,脉冲谱宽由12.6nm压缩至5.2nm,即可获得最大压缩比为2.42.

非线性递增光纤实现脉冲绝热压缩的数值研究

从脉冲绝热压缩的理论出发,提出一种利用非线性递增光纤实现脉冲绝热压缩的新方案。数值研究的结果表明:当选取合适的光纤参量时,脉冲在非线性递增光纤中的压缩过程基本符合绝热脉冲压缩的要求;但由于非线性系数随传输距离增大而不断增大,使得高阶效应,尤其是拉曼自频移作用得到加强,从而出射脉冲相对于入射脉冲有明显的延时;即使考虑到高阶效应的作用,依然能得到很好的脉冲压缩效果。

硅基高非线性递增光纤的绝热脉冲压缩研究

本文提出一种利用硅基高非线性递增光纤(silicon-based high Nonlinearity Increasing Fiber)实现脉冲绝热压缩的新方案。数值计算结果表明:通过选取合适的光纤参量,可使脉冲在硅基高非线性递增光纤中的压缩过程基本符合绝热压缩的要求。

基于色散渐减、非线性渐增原理的脉冲压缩

从理论上推导了色散渐减同时非线性渐增原理可以压缩脉冲的结论,并利用对称分步傅里叶方法研究了在不同色散渐减与非线性渐增比值下所得压缩脉冲的压缩比与基座性能,数值结果表明,非线性渐增原理最有利于脉冲压缩,而已有的基于色散渐减原理压缩脉冲的方法是压缩比最低的情况。通过和色散减渐方法压缩脉冲相比,表明利用非线性渐增方法可以在获得几乎相同的压缩比与更小的基座能量的同时将所需光纤长度缩短为原来的一半。

基于非线性渐增原理的脉冲压缩研究

从理论推导了非线性系数逐渐增加的非一致性光纤(非线性渐增光纤,NIF)也可以压缩脉冲的结论,并由仿真证明了这一理论结论,理论和仿真符合得很好。仿照传统脉冲压缩的研究方法,分析了这一新方法压缩脉冲的能力、压缩比以及基座能量等性能,结果表明,双曲函数的渐增形式更适于此类脉冲压缩。和已有的色散渐减方法进行了比较,结果表明,非线性渐增的方法压缩脉冲所需光纤长度更短、质量更好。

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"。