基于高非线性光纤的增益谱平坦拉曼光纤放大器研究

针对光纤通信中密集波分复用系统各信道的在线平坦光放大这一光通信问题,提出利用级联高非线性光纤来设计增益平坦的拉曼光纤放大器。对高非线性光纤(As-S光纤)拉曼增益谱前后沿进行线性拟合处理,利用不同波长泵浦抽运同种光纤,实现前放大后增益补偿,并考虑信号光损耗不同,在输出端得到了一个近似固定的功率输出值,并分析了影响拉曼光纤放大器输出特性的因素。模拟结果表明:平均增益为20.45dB,增益平坦度为0.15dB。

交叉相位调制对非线性光纤环镜中光脉冲传输的影响

基于耦合非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶方法分析了在单波长信道和WDM(波分复用)4波长信道中XPM(交叉相位调制)对高速NOLM(非线性光纤环镜)光开关中脉冲传输的影响·数值计算表明:XPM造成NOLM中信号脉冲串扰与畸变,并造成NOLM开关性能的下降·WDM系统NOLM光纤环中的同向传播的各波长之间的XPM串扰比相向脉冲之间的XPM效应的影响更大,并且波长越短输出功率越低,中间信道受XPM的影响所导致的脉座现象和走离效应比两侧波长信道严重·

基于高非线性光纤四波混频的全光纤波长变换

对光纤四波混频(FWM)效应的相位匹配条件进行了分析,并针对两种利用光纤FWM进行波长变换的具体方案进行了讨论,指出利用高非线性光纤的FWM是一种简单可行的波长变换技术,并对此项技术目前存在的难点问题进行了探讨。

飞秒脉冲在高非线性光纤中产生超连续谱的特性

采用分步傅里叶方法,对飞秒脉冲在高非线性光纤中超连续谱(SC)的形成过程进行了研究,分析了脉冲峰值功率,脉冲宽度及初始频率啁啾对超连续谱特性的影响。结果表明,脉冲峰值功率、脉冲宽度以及初始啁啾对超连续谱的形成有着极其重要的影响;当脉冲峰值功率逐渐增大,超连续谱随之愈宽(-20 dB处谱宽从170 nm展宽到400 nm以上),平坦度愈好。与之相反,脉冲宽度逐渐增大,超连续谱展宽范围减小,其平坦度也逐渐劣化;初始负啁啾有利于脉冲SC谱的展宽而正啁啾使脉冲SC谱的展宽受到一定抑制。进一步研究表明,适当的峰值功率超短啁啾脉冲在高非线性光纤传输时,得到没有泵浦成份残余的超宽且平坦超连续谱。

非线性光纤环形镜掺铒光纤激光器的实验研究

为了研究掺铒光纤激光器超短脉冲的产生,采用增益平坦型掺铒光纤放大器、两个偏振控制器以及3个耦合器,利用非线性光纤环形镜加成脉冲锁模技术,通过改变偏振控制器的方向,获得最大输出功率为0.6mW的脉冲输出,对应的光谱宽度9nm、中心波长1561nm、脉冲宽度434ps、脉冲的重复频率为1.1MHz。该脉冲经过掺铒光纤放大器放大后,最大输出功率为10.8mW。放大后锁模脉冲的中心波长保持不变、光谱带宽稍有变窄、输出功率明显增大、脉冲宽度展宽为495ps。实验结果表明,采用商用的掺铒光纤放大器可实现结构简单、调节方便的掺铒光纤激光器超短脉冲输出,且掺铒光纤激光器可以实现自启动,并长时间稳定锁模工作。

高非线性光纤产生自相似抛物线脉冲的特性研究

基于脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程,采用数值计算的方法对脉冲在高非线性光纤中演化成自相似抛物线脉冲的传输特性进行了研究。结果表明,脉冲在不同初始能量和啁啾参量的情况下,高非线性光纤产生自相似抛物线脉冲,且随着归一化长度的增大,脉冲的自相似指数从0.0796减小到0.0720。进一步的研究表明:啁啾高斯脉冲在光纤传输过程中,脉冲逐渐展宽,同时正啁啾越大,其自相似演化结果越差;参数N=8的正负啁啾脉冲分别演化成平顶自相似抛物线脉冲以及三角形脉冲。

基于非线性光纤环镜的全光波长变换器性能分析

非线性光纤环镜是一种很有前途的全光波长变换装置。介绍了利用光束传输法（ＢＰＭ） 对耦合非线性薛定谔方程组进行数值解析，详细讨论了对变换信号质量起作用的因素，包括泵浦光脉冲与信号光脉冲之间的走离和初始时延、光纤长度、向长波长变换和向短波长变换等。结果表明，适当的初始时延可以补偿走离的影响，适当增加光纤长度可以改善脉冲波形。

高非线性光纤正常色散区脉冲尾部非频移分量演化

基于广义非线性薛定谔方程(对皮秒双曲正割光脉冲在高非线性光纤(highly nonlinear fiber, HNLF)正常色散区传输时尾部非频移分量的演化情况进行了理论研究.研究结果表明:交叉相位调制(cross-phase modulation, XPM)和受激拉曼散射(stimulated Raman scattering, SRS)在其演化过程中起主导作用,而三阶色散对其直接影响较小.在XPM效应的作用下,处于脉冲前沿和后沿尾部的非频移分量逐渐减弱,其光谱分别发生红移和蓝移,这一过程具有对称性;SRS会加速前沿尾部非频移分量的减弱过程,而减缓后沿的减弱过程,这一现象在脉冲峰值功率较高时更为明显.从脉冲尾部非频移分量演化角度分析了啁啾脉冲在HNLF正常色散区的光谱和波形特性.

非线性光纤环镜及其应用

在介绍非线性光纤环镜基本原理的基础上 。

偏振模色散对非线性光纤环镜微波光子开关的影响及其补偿

建立了考虑PMD在内的NOLM微波光子开关光波传输方程,给出了基于耦合非线性薛定谔方程的分步傅里叶法,三维庞加莱球理论和琼斯传输矩阵法的数值分析模型·仿真获得在光子开关中微波直接强度调制光载波的传输过程,以及在不同调制带宽下一阶和二阶PMD对光波信号和NOLM功率传输函数的影响·指出PMD造成NOLM开关性能钝化和消光比严重恶化,并引起信号信噪比下降和旁瓣泄漏·当调制带宽大于40GHz时,二阶PMD的影响比一阶PMD更加严重·最后讨论了NOLM中的PMD补偿问题·

高非线性光纤及其应用

介绍了各种高非线性光纤的原理 ,并对其在超连续 (SC)

磁光非线性光纤中光参量增益的研究

将光纤中磁光效应和非线性效应作为微扰,推导了磁光四波混频的耦合模方程.通过解析解研究了各向同性磁光非线性光纤的参量过程,并指出利用磁光耦合系数的色散特性可以实现四波混频的相位匹配.同时,采用龙格-库塔法分析了在线双折射磁光非线性光纤中,忽略费尔德常量的波长依赖性时,左旋圆偏振光参量增益的磁控特性,指出了实验中采用较高费尔德常量的非线性光纤的必要性.研究表明:1)对于低线双折射磁光非线性光纤,优化双折射大小可以获得最大的参量增益;2)根据参量增益对磁光耦合系数的单调依赖特性,适当选择光纤长度、泵浦功率以及输入导波光的偏振态,可使参量增益的磁可调范围大大提高.

高非线性光纤正常色散区产生超连续谱的数值研究

基于广义非线性薛定谔方程,通过数值计算对高非线性光纤正常色散区产生超连续谱进行了研究.结果表明,抽运脉冲的峰值功率、脉冲宽度以及脉冲初始啁啾对该光纤正常色散区超连续谱的形成有极其重要的影响;在高非线性光纤正常色散区产生超连续谱的过程中,三、四阶群速度色散甚至更高阶群速度色散对超连续谱的影响完全可以忽略,但与其他高非线性效应相比,自陡峭效应对超连续谱产生的影响更为明显.高功率超短光脉冲在高非线性光纤正常色散区,得到了没有泵浦成份残余、-20dB谱宽达400nm以上而频谱强度起伏小于10dB的超宽而平坦超连续谱.

非线性光纤信道容量预测(英文)

为了计算非线性光纤传输对其信道容量的作用,从信号功率传输特性出发,提出了一种计算非线性光纤信道容量的数值解法,分别得到了非线性信道容量与输入脉冲峰值功率、自发辐射噪音系数、光纤非线性参量及群速色散之间的关系曲线并得出结论:单纯的提高脉冲输入功率并不能提高非线性信道容量,尤其对大功率系统.

高非线性光纤及超宽带波长转换器的研究

文章主要利用HNLF(高非线性光纤)实现超宽带波长转换。从HNLF出发,简单介绍了光纤的基本原理和参数,利用光纤的耦合振动方程,推导了FWM(四波混频)效应进行波长变换的理论依据,并分析了影响波长转换效率的因素。针对这些因素,利用Optisystem仿真软件在常规非线性光纤中进行仿真验证。通过调整相关参数,在自定义参数HNLF中实现了较大带宽和较高效率的波长转换。

使用高非线性光纤在高速环境下实现超连续谱的实验研究

为了得到适用于40 Gb×N WDM的相干光源,对40 Gb／s超短脉冲源的1550 nm波段利用高非线性光纤(HNLF)进行展谱。并且,通过与标准单模光纤级联的啁啾脉冲压缩的优化方案在抽运光平均功率有限的情况下实现了C波段的光谱展宽,3 dB带宽达到9．32 nm。在获得超连续谱后,按100 GHz(0．8 nm)的信道间隔进行谱切片即可得到WDM所需要的光源,从而为实现超高速光纤通信系统的通信用光源提出了一个解决方案。

飞秒激光脉冲在非线性光纤中的传播

研究了非线性光纤中自相位调制导致光脉冲频谱展宽的详细物理过程，以此为光纤中光孤子产生的物理过程作准备。

虚拟实验在非线性光纤光学教学中的应用

结合教学和科研经验 ,通过 Matlab语言编程 ,分别给出光码分多址传输系统、色散管理孤子传输系统以及实际江苏省二级干线网络光纤传输系统的虚拟实验 ,并应用于非线性光纤光学教学中 ,教学实践证明 ,通过该虚拟实验 ,可以增强学生对有关概念的感性认识 ,提高学生学习的主动性、积极性 ,还为从事研究生教学的教师提供了参考。今后如果将各虚拟实验模块集成 ,且进一步和 VC语言结合 ,相信能给出更加方便友好的界面 。

一种基于阶梯状非线性光纤的新颖脉冲压缩方法(英文)

提出了一种基于阶梯状非线性光纤的脉冲压缩方法.阶梯状非线性光纤包括普通单模光纤,色散位移光纤和高非线性光纤.数值模拟中所使用的所有元件均在现实中存在,并且与其他脉冲压缩方法相比,此方法成本低且易于控制.数值模拟表明:12.5ps脉宽,300mW峰值功率的双曲正割脉冲可被压缩至1.28ps脉宽,1.3W峰值功率的脉冲.

非线性光纤光栅双稳特性研究

从非线性耦合模理论出发,对非线性光纤光栅双稳特性作了理论研究,并采用数值模拟的方法研究了非线性布喇格光栅双稳态对光栅内部参数的依赖性.结果表明:非线性光纤光栅双稳特性对光栅本身的耦合系数和光栅长度具有一定的依赖性,合理选择光栅的长度和耦合系数可以改善双稳的开关阈值、环的宽度以及开关对比度.