色散平坦渐减光纤中非线性啁啾脉冲的传输及超连续谱的产生

基于非线性薛定谔方程,数值研究了色散平坦渐减光纤中非线性啁啾脉冲的传输及超连续谱的产生。研究结果表明,初始啁啾对脉冲传输及超连续谱产生的影响与泵浦条件和光纤参量的选取有很大关系。当色散平坦渐减光纤具有小的归一化二次色散系数时,适当的正啁啾能显著增强超连续谱的带宽,而负啁啾和太大的正啁啾抑制超连续谱的带宽。能增强超连续谱带宽的正啁啾有一个较宽的范围,但随着输入脉冲孤子阶数的降低,该范围将变窄。当色散平坦渐减光纤具有大的归一化二次色散系数同时输入脉冲为低阶孤子时,初始啁啾对超连续谱带宽的增强效果不明显,初始啁啾接近为0时可产生最宽的超连续谱。

色散平坦渐减光纤中交叉相位调制对超连续谱产生的增强效应

研究了在色散平坦渐减光纤中 ,交叉相位调制效应对光脉冲的传输以及超连续谱产生的影响 研究结果表明 ,交叉相位调制效应对超连续谱的产生起到增强的作用 ,提高了超连续谱产生的效率 在一定条件下 ,尽管脉冲的两个偏振分量的模式折射率不同 ,但由于交叉相位调制效应 ,它们能相互俘获并以共同的群速度传输 。

中红外色散平坦渐减光纤设计

设计了一种以As2S3玻璃为纤芯、碲酸盐玻璃为微结构包层的锥形光子晶体光纤.该结构光纤兼具阶跃折射率光纤和光子晶体光纤双重特性,具有色散调制灵活性高且限制损耗低等优点.模拟结果表明：优化该光纤结构包层空气孔径、孔间距、纤芯直径等特征参量,使参量之间及参量与椎区长度之间满足特定线性关系时,该光纤在2~4.5μm中红外波段呈现色散平坦渐减特性;对该光纤微包层进行折射率~1.6的液体油填充处理,色散曲线对称性及平坦性得到进一步优化.该光纤在超短脉冲压缩与展宽、色散波、光孤子及中红外平坦超连续谱产生等领域应用潜力巨大.

色散平坦渐减光纤中抽运残余成分的抑制与平坦超连续谱的产生(英文)

基于广义非线性薛定谔方程,通过数值模拟研究了色散平坦渐减光纤中抽运残余成分的抑制.研究结果表明:超连续谱的形状由输入孤子阶数N、归一化二次色散系数Δ2和归一化有效光纤长度ξ0决定.对于给定N和给定Δ2值的抽运脉冲,超连续谱的形状依赖于ξ0.通过合适地选取ξ0,抽运残余成分可以被有效地抑制并获光谱平坦度令人满意的超连续谱.为了获得参量ξ0的最优值,引入了S因子评价超连续谱的波动.S因子值越小,所产生的超连续谱越平坦.保持N和Δ2不变,计算了ξ0取不同值时,所产生的超连续谱的S因子.当S因子达到最小值时,抽运残余成分被抑制到最大限度,并获得最平坦的超连续谱,相应的ξ0值即为归一化参量ξ0的最优值.计算了N在1.0~2.2范围内,ξ0的最优值.结果显示当N降低时,ξ0的最优值增大.为产生具有弱残余抽运成分的超连续谱,抽运脉冲采用低阶孤子要优于高阶孤子.

色散平坦渐减光纤中自相似脉冲演化特性研究

从脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,采用分布傅里叶方法对脉冲在色散平坦渐减光纤中自相似脉冲演化特性进行了研究。结果表明:双曲正割脉冲在不同初始能量和初始脉冲宽度的情况下,色散平坦渐减光纤可以产生带有线性啁啾的自相似脉冲。进一步研究表明,随着初始啁啾增加,脉冲逐渐展宽且展宽速度逐渐加快,而演化特性的劣化程度随啁啾参量的增加而增大;当初始啁啾为正时自相似脉冲演化特性劣于负啁啾时的特性。

色散平坦渐减光纤产生平坦超连续谱的数值研究

通过数值计算,对色散平坦渐减光纤(DFDF)产生平坦超连续谱(SC)进行了研究。结果表明,该光纤中抽运脉冲峰值功率对超连续谱的形成有着重要的影响,超连续谱的产生存在阈值功率,抽运脉冲峰值功率由阈值逐步增大,超连续谱随之愈宽,平坦度愈好,但增大到一定值时,超连续谱的平坦度会开始劣化,综合考虑各因素找到了产生平坦超连续谱的最佳功率;四阶和五阶群速度色散(GVD)是该种光纤产生平坦超连续谱的决定因素,三阶及五阶以上群速度色散的作用可以忽略;进一步研究发现,超连续谱频谱展宽的机理主要来自脉冲的自相位调制效应,自变陡、受激拉曼散射等高阶非线性效应对平坦超连续谱的产生没有显著影响,在计算的时候完全可以忽略。

色散平坦渐减光纤中超连续谱的产生

对双正交偏振光脉冲在色散平坦渐减光纤中传输时超连续谱的产生进行了计算和分析。结果表明 ,由于交叉相位调制效应的作用 ,双光脉冲可以产生比单光脉冲明显展宽且更为平坦的超连续谱。对于双基孤子脉冲 ,可以得到 - 2 0dB谱宽达 388nm的平坦宽带超连续谱 ,比单基孤子脉冲产生的超连续谱谱宽增加 72nm ,交叉相位调制效应对超连续谱的产生起到增强的效果。当输入脉冲的抽运功率较低时 ,交叉相位调制效应对超连续谱的产生的增强效果更为显著 ,它极大地提高了超连续谱的产生的效率。数值计算的结果还表明 ,与其他高阶非线性效应相比 ,拉曼自频率移效应对超连续谱产生的影响更为明显。

色散平坦渐减光纤产生平坦超宽超连续谱的特性研究

提出了色散平坦渐减光纤的一种新型色散模型.从频域的全场方程出发,通过数值计算对该种光纤中平坦超连续谱的产生展开了较系统深入的研究.研究表明,该种光纤相比常规色散平坦渐减光纤可以产生更宽的平坦超连续谱,其平坦谱宽可达1000nm以上.进一步的研究表明,光纤的初始峰值色散参量、色散参量微分常量、渐减系数和抽运脉冲的宽度、孤子阶数、初始啁啾等参数对该种光纤中平坦超宽超连续谱的形成都有着非常重要的影响.

色散平坦渐减光纤中色散特性对超连续谱的影响

从频域全场方程出发研究了色散平坦渐减光纤中超连续谱(SC)的产生。结果表明,色散平坦渐减光纤的初始色散和色散斜率对超连续谱的产生有重要影响,当超连续谱宽度小于某一特定阈值时,谱宽随初始色散或色散斜率显著变化;而当超连续谱谱宽大于此值以后,谱宽随这两个参量的变化较缓慢。并且发现色散递减曲线为凸型的光纤比色散线性递减的光纤更有利于产生宽的超连续谱;而色散递减曲线为凹型的光纤不利于形成宽的超连续谱。计算表明经过优化选择光纤的色散参量,可以得到谱宽达330 nm的超连续谱。

凸型色散分布光纤产生超宽超连续谱的研究

提出了色散渐减光纤的一种新型色散分布模型。从频域的全场方程出发,利用数值计算对该种光纤中超连续谱的产生进行了比较深入的分析和研究。研究表明,该种光纤相比常规色散平坦渐减光纤可以产生更宽的平坦、超宽超连续谱,其平坦谱宽可达1000 nm以上。进一步研究表明,超连续谱的形成主要源自于光纤的自相位调制和各阶群速度色散的共同作用,同时自陡峭、受激拉曼散射等高阶非线性效应对超连续谱的形成也有着非常重要的影响。