可提升被动锁模光纤激光器计算效率的分步傅里叶全局误差局部能量法

本文提出了一种提高被动锁模光纤激光器计算效率的方法,该方法由对称分步傅立叶方法(SSFM)和全局误差局部能量(GELE)方法组成。该方法可将与全局误差相关的局部能量增量限制在一定范围内来控制步长。该方法具有自动步长调整机制。达到同程度的计算精度,本文方法的计算时间为255 s,而小的恒定步长SSFM方法需要3 855 s。这表明本文方法可以将计算效率提高10余倍。本文方法还可以通过RK4IP、Adams、预测-校正等高阶算法进行扩展,以提高精度。

亚纳秒脉冲泵浦机制超短脉冲和超连续谱的产生

本文仿真研究了亚纳秒脉冲泵浦机制超短脉冲的产生和超连续谱的形成。首先,简要介绍了激光在非线性介质传输所满足的广义非线性薛定谔方程;然后,研究了分步傅里叶法时域步长的选取和空间步长高精度自适应变化的实现;最后,逐渐增加入射脉冲的峰值功率,仿真了超连续谱的形成。结果表明:亚皮秒量级的超短脉冲可以由亚纳秒脉冲经过调制不稳定性分裂产生,而与超短脉冲有关的高阶非线性效应(包括自陡效应、脉冲内拉曼散射效应、高阶孤子分解)最终导致了30 dB带宽从481 nm一直延伸到1 750 nm超连续谱的形成。

长脉冲抽运光子晶体光纤四波混频和超连续谱的理论研究

本文数值研究了长脉冲抽运光子晶体光纤四波混频和超连续谱的产生.依据准连续波近似下的相位匹配条件和能量守恒定律,能够理论上确定在光子晶体光纤正常色散区抽运时,四波混频效应产生的信号光和空闲光波长;以及在光纤反常色散区抽运时,调制不稳现象产生的两个对称旁瓣波长.利用自适应分步傅里叶法,定量地模拟了利用波长为1064nm的亚纳秒激光器抽运两种不同色散特性的光子晶体光纤四波混频效应和超连续谱的产生,模拟结果与实验结果符合非常好.

光子晶体光纤产生超连续谱相干特性的研究

采用自适应分步傅里叶法求解包含自发拉曼散射噪声的广义非线性薛定谔方程，通过改变抽运脉冲的脉冲宽度和中心波长，利用单光子随机噪声模型，从光谱的频域演化相干度和相位角演化方面，理论研究了噪声对光子晶体光纤产生超连续谱的相干性影响。结果表明，要获得高相干度的超连续谱光源，孤子裂变的距离必须小于调制不稳定性距离，以抑制调制不稳定性对噪声的放大。因此，采用较短的抽运脉冲、抽运脉冲在正常色散区或在反常色散区距离零色散波长较远，二阶色散系数绝对值较大，可以获得高相干度的超连续谱光源。