损耗和啁啾对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响

在计及光纤损耗的前提下 ,近似求解非线性薛定谔方程 ,分析了单模光纤的负群速度色散区群速度色散 (GVD)和自相位调制 (SPM )对啁啾脉冲的作用 ,定量计算光纤损耗和初始正啁啾对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响。结果表明 ,初始正啁啾改善了损耗对压缩参量的不良影响 ,遏制了最佳光纤长度的增加。若选取适当的光纤长度和初始峰值功率 。

皮秒光脉冲的压缩效应研究

利用薛定鄂非线性传输方程和分步傅立叶数值方法,仿真了多种波形的光脉冲在几种不同类型的光纤中的传播,从而得到结果:在DCF光纤和双曲正割型脉冲的条件下,能在较短的距离上获得理想的压缩比;在HNLF光纤和双曲正割型脉冲的条件下,能获得更低的压缩比。并观察到二阶超高斯脉冲在压缩前有光波分裂的现象。

高阶效应对级联压缩脉冲的影响

利用数值模拟的方法,研究三阶色散、自陡峭、自频移等高阶非线性效应对孤子压缩系统所产生的级联压缩脉冲的影响,发现三阶色散、自陡峭和自频移这三种高阶效应都会破坏压缩脉冲的传输行为.具体表现为:三阶色散会使孤子的压缩效应逐步消失并发生畸变,导致非对称振荡结构发生;自陡峭和自频移效应会导致脉冲破裂,最终使脉冲变形.这些结果表明,当脉冲被压缩到飞秒量级时,会导致脉冲畸变,从而出现失真,这在实际的光孤子通信中是十分不利的.

基于两种静磁模的磁光压缩特性比较

将磁光效应作为微扰,采用耦合模理论分析了磁光薄膜波导中微波静磁波对线性啁啾光脉冲的磁光Bragg衍射作用,得到了传统磁化时磁光共线和非共线作用下的衍射光脉冲复振幅的解析表达式。在静磁波频率和波数相同的前提下,通过对实际波导结构的计算表明,基于静磁表面波的磁光共线作用比基于静磁正向体波的非共线作用更易于实现光脉冲压缩;衍射光脉冲的半极大全宽度(FWHM)对失配斜率的依赖较为敏感。因此,选用磁光共线作用和优化相位失配因子的频率变化率有助于改善磁光Bragg脉冲压缩器的性能。

超短光脉冲压缩系统和传输系统的色散补偿

基于普通单模光纤(SMF)和空芯光子晶体光纤(PCF),设计了一种新型的超短光脉冲压缩系统。采用近似解光脉冲传输非线性薛定谔方程和数值模拟方法,研究了二阶色散和三阶色散在超短光脉冲压缩系统和传输系统中的频率啁啾补偿,模拟了自相位调制(SPM)效应对色散补偿的影响并分析了其作用机理。研究发现,在超短光脉冲压缩系统中,当SPM效应增大时,补偿超短光脉冲频率啁啾所需的二阶色散将经历一个非线性过程,补偿其频率啁啾所需的三阶色散将经历一个与之对应的相反过程。

掺氧化镁铌酸锂晶体中高强度近红外飞秒激光脉冲线性电光效应

数值研究了掺氧化镁铌酸锂晶体中高强度近红外飞秒激光脉冲的线性电光效应。研究结果发现,当在垂直于晶体光轴的方向上施加一定外电场使光脉冲实现最强的电光耦合时,输出脉宽在正常色散区随着输入光强的增大而增大;而在较强反常色散区,输出脉宽随着输入光强增大而减小。对中心波长λ0=1.6335μm的光脉冲,线性电光效应可使输出脉宽产生压缩。当输入脉宽T0=5fs和光强I0=20GW/cm2时,最小输出脉宽为输入脉宽T0的0.76倍。而当T0>5fs时,最小输出脉宽小于0.76T0。若在晶体光轴方向上施加另一个电场对光脉冲进行相位调制,则最小输出脉宽的光脉冲中心波长发生蓝移或红移;随着外电场的增大,蓝移或红移量相应增大。

微微秒超短脉冲的光学压缩

在研究了短光纤(L～L_w)中受激喇曼散射的斯托克斯脉冲对基波脉冲能量箝位效应的基础上进行了脉冲压缩实验。以高泵浦功率(P=1600W)注入长度为8.95m绿光单模光纤中,采用双光程的光栅对压缩结构,并引入空间频率窗口滤除自相位调制光谱的非线性啁啾部分,将40ps的锁模Nd:YAG倍频光脉压缩至<5ps。

静磁表面波对高斯光脉冲的衍射特性研究

研究了磁光薄膜波导中线性啁啾高斯光脉冲与单频连续静磁波共线作用,给出了水平磁化时基于静磁表面波的磁光耦合方程。分别采用解析法和数值法计算了1310 nm和1550 nm两种光波长入射时衍射光的压缩特性,两种求解方法得到的结果一致。计算表明,衍射光脉冲的半峰全宽(FWHM)随相位失配因子的频率变化率和啁啾系数的增大而减小;在给定的计算参数下,与1310 nm波长对应的衍射光脉冲具有较大的峰值强度,但1550 nm波长输入时可以获得更窄的衍射光脉冲,因而1550 nm光脉冲更适于作为磁光脉冲压缩的脉冲源。文章还分析了磁损耗对衍射光脉冲的光强和输出脉宽的影响,对于普通的磁光薄膜,损耗基本上不影响光脉冲压缩效果。