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"。

正色散光纤中产生自相似脉冲的数值模拟

基于脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程(NLSE),采用数值计算的方法对脉冲在单根正色散光纤中演化为抛物线型自相似脉冲的传输特性进行研究.结果表明,合理地选取脉冲的初始能量和脉宽,脉冲在正色散光纤中演化成带有线性啁啾的自相似脉冲.进一步研究表明,输入脉冲的形状越接近自相似脉冲则其演化为抛物线型自相似脉冲越快,故高斯型脉冲与双曲正割型脉冲在相同能量下,高斯型脉冲有更短的最优光纤长度,且能演化为更优质的自相似脉冲.

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。