光纤中基于交叉相位调制的超短光脉冲串的产生

提出一种在单模光纤正常色散区由连续波产生超短光脉冲串的新方法，即让连续波和一个波长位于光纤正常色散区的调制脉冲串在光纤中同时传输，交叉相位调制效应和群速度色散效应的相互作用能使连续波演化成一串超短光脉冲，其脉冲宽度比调制脉冲串中的脉宽要小得多，本文还通过计算机模拟，对这一方法进行了全面的考察和分析。结果表明，该方法不仅实用，而且可取得较好的效果。     

交叉相位调制提高半导体激光器混沌载波发射机带宽方法

提出半导体激光器混沌交叉相位调制(XPM)光反馈提高混沌载波发射机带宽方法,建立了有外腔光纤传输反馈XPM控制下的激光动力学物理模型.理论导出XPM作用下激光双反馈频率失谐公式,指出XPM产生的非线性相移影响了激光器增益和线宽增强因子,其光纤二阶非线性效应使激光振幅和相位变化更加丰富,而非线性相移的出现进一步增加了新的频率分量并使频谱展宽.数值结果表明,XPM使激光器混沌带宽增加到4倍以上,使激光混沌张弛振荡频率增加到2.85倍,其光纤长度、入纤光功率、面镜反射系数、光纤二阶非线性系数等都能影响激光混沌带宽.     

55 fs,510 mW掺铒光纤飞秒激光器

实验搭建了基于分离脉冲放大及光纤非线性压缩的掺铒光纤激光系统.通过三块长度倍增的YVO4晶体进行偏振复用,实现了八脉冲的分离与合成.探究了不同脉冲宽度的注入条件下分离脉冲主放大器的合成效率.将放大后的脉冲耦合入一段单模保偏光纤中进行非线性压缩,通过控制主放大器的抽运光功率和压缩器的光纤长度,对非线性压缩过程进行优化,获得了重复频率为80.4 MHz、平均功率为510 mW、脉冲宽度为55 fs的超短脉冲.最后,采用MgO∶PPLN晶体进行光学倍频处理,在中心波长783.4 nm处获得了平均功率为146 mW、脉冲宽度为75 fs的倍频光,相应的倍频效率为31％.     

色散补偿及高阶孤子压缩啁啾光脉冲的理论与实验研究

利用半导体激光器的单模速率方程及超短光脉冲在光纤中传输的非线性薛定谔(NLS)方程，从理论及实验上研究了增益开关DFB半导体激光器出射的啁啾光脉冲在色散补偿光纤(DCF)及色散位移光纤(DSF)中的压缩过程与规律.实验上，从1.55μm增益开关DFB半导体激光器出射的重复频率为2.5GHz、脉冲宽度为53.8ps的光脉冲经色散补偿光纤压缩至12ps,而后利用色散位移光纤中的高阶孤子压缩效应将脉冲压缩至2.5ps.改变色散位移光纤参数及入射光功率后获得最窄光脉冲宽度为2.1ps.理论与实验结果符合. 关键词：     

光纤中基于互相位调制效应的超短光脉冲对的产生

提出一种在单模光纤正常色散区由连续波产生超短光脉冲对的新方法.即让连续波和一个波长位于光纤负色散区的高阶孤子在光纤中同时传输,互相位调制效应和群速度色散效应的互相作用能使连续波演化成超短光脉冲对.本文还通过计算机模拟,对该方法进行了全面的考察和分析.结果表明,此方法实用且效果较好.     

基于半导体光放大器的光脉冲压缩方案的研究

对一种基于半导体光放大器(SOA)和普通单模光纤的光脉冲压缩方案进行了理论分析和实验验证.建立了该方案的理论分析模型,并在此基础上数值模拟了光脉冲的传播过程.计算结果表明,通过合理选取单模光纤的长度,可使50 ps光脉冲压缩到5 ps.实验表明利用普通单模光纤群速度色散导致的脉冲啁啾抵消SOA自相位调制引起的脉冲啁啾,实现了色散补偿及脉冲压缩.     

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.     

光纤通信系统中基于光学相位共轭和预啁啾的色散及非线性补偿研究

采用光学相位共轭补偿光纤通信系统的色散及非线性必须满足一个前提条件,即相位共轭器两边线路上的色散和非线性分布(或传输功率分布)必须严格对称,这在现有的一般传输线路（标准单模光纤加集总掺铒光纤放大器）难以实现。提出了预啁啾结合中距相位共轭的补偿方案,并进行了数值计算。结果表明,通过在发送端对输入脉冲进行预啁啾展宽,可有效地减轻非线性效应与色散的相互作用,获得理想的补偿效果;对于皮秒超短光脉冲传输,脉冲内拉曼散射相对于三阶色散对补偿结果的影响很小,因此,频域相位共轭相对于时域相位共轭具有更好的综合补偿性能。该方案简单易行,无需对已敷设好的线路作较大改动。     

非线性双折射色散光纤中极化调制不稳定性分析

利用光脉冲在光纤中传播时所遵守的相干非线性薛定谔耦合方程,研究了线偏振光在光纤中的传输特性.结果表明:由于线性双折射、非线性效应和色散的相互作用,导致光的偏振状态发生变化,产生交叉相位调制(XPM),从而导致调制不稳定性.这一调制不稳性不仅在反常色散区产生,在正常色散区也能产生,并且线性双折射发生变化时,增益谱也随之发生变化.     

单模光纤中基于交叉相位调制的压缩脉冲对产生

基于波长位于反常色散区强泵浦脉冲的交叉相位调制,通过对波长位于正常色散区的弱脉冲在单模光纤中的传输进行数值模拟,得出了一种压缩脉冲的新方法.计算结果表明,在零色散波长位于弱脉冲波长和泵浦脉冲波长中间附近的情况下,交叉相位调制(XPM)与群速度色散(GVD)的共同作用能使弱脉冲演化成比其初始宽度窄得多的脉冲对.同时我们还发现,泵浦脉冲的相对于信号脉冲初始峰值功率愈高,初始相对宽度越小,所得弱脉冲的压缩比和压缩后脉冲峰值功率愈高,压缩到最窄时所需光纤长度越短.最后对基于这一压缩的物理机制作了详尽的分析.     

基于频域相位共轭技术的交叉相位调制所致失真的复原

理论分析和讨论了基于频域相位共轭技术的交叉相位调制所致信号失真的复原和补偿机理，数值模拟了在交叉相位调制作用下，高斯脉冲在中距相位共轭光纤系统中的传输演化过程.结果表明，频域相位共轭技术能够抑制交叉相位调制对光纤系统中传输信号的损害，复原其所导致的信号失真，并能够同步补偿群速度色散和自相位调制非线性效应所导致的信号失真.合适的初始脉冲时延和初始脉冲啁啾有利于频域相位共轭技术对交叉相位调制所致信号失真的抑制. 关键词： 频域相位共轭 交叉相位调制 色散 自相位调制     

利用光纤-光栅对1.06μm皮秒光脉冲压缩

本文报道了利用光脉冲在10m单模光纤中传播所产生的自相位调制(SPM)、互相位调制(XPM)、群速色散(GVD)和受激喇曼散射(SRS)的共同作用,实现光脉冲光谱和时间加宽,经光栅对线性啁啾补偿后,将脉宽15ps的1.06μm光脉冲压缩至小于6ps,能量大于100nJ,压缩比>2.5。     

飞秒激光作用下全向高反膜破坏的激发过程

设计和制备了全向高反膜SiO₂/TiO₂，研究了它在不同脉冲宽度、不同脉冲能量的飞秒激光作用下的破坏阈值和烧蚀深度.利用发展的抽运-探针方法，研究了抽运脉冲作用下材料中导带电子的超快激发和能量沉积过程，建立并求解了飞秒激光激发材料和材料的激发对抽运光自身反作用的耦合动力学模型.模型较好地揭示了材料破坏的激发过程. 关键词： 飞秒激光 全向高反膜 激发过程 破坏机制     

Ultrawideband monocycle generation using cross-phase modulation in a semiconductor optical amplifier

We propose a novel scheme to generate ultrawideband (UWB) monocycle pulses based on cross-phase modulation (XPM) of a semiconductor optical amplifier (SOA). The proposed system consists of a SOA and an optical bandpass filter (OBF). Due to the XPM, a continuous wave (CW) probe signal is phase modulated by another optical Gauss pulse in the SOA. The OBF will convert the phase modulation to intensity modulation. A pair of polarity-reversed UWB monocycle pulses is achieved by locating the probe carrier at the positive and negative linear slopes of the OBF. Both cases conform to the UWB definition of the Federal Communications Commission.     

Performance limit of a multi-frequency probe based coherent optical time domain reflectometry caused by nonlinear effects

The nonlinear effects that limit the performance of the multi-frequency probe(MFP)based coherent optical time domain reflectometry(C-OTDR)are investigated.Based on theoretical analysis and experimental results,compared with conventional C-OTDR,when the probe pulse has power gradient within the pulse width,self-phase modulation(SPM)and cross-phase modulation(XPM)are strengthened in the new C-OTDR scheme.The generation of four-wave mixing(FWM)is dependent on SPM and XPM,and with modulation frequency of phase modulator higher than 40 MHz,the stimulated Brillouin scattering(SBS) threshold can be enhanced by more than 5 dB,which benefits the maximum dynamic range of the MFP C-OTDR.     

Photonic multi-shape UWB pulse generation using a semiconductor optical amplifier-based nonlinear optical loop mirror

We propose and demonstrate a scheme to implement photonic multi-shape ultra-wideband(UWB) signal generation using a semiconductor optical amplifier(SOA) based nonlinear optical loop mirror(NOLM).By employing the cross phase modulation(XPM) effect,cross gain modulation(XGM),or both,multi-shape UWB waveforms are generated including monocycle,doublet,triplet,and quadruplet pulses.Both the shapes and polarities of the generated pulses are flexible to adjust,which may be very useful in UWB pulse shape modulation and pulse polarity modulation.     

Modal Birefringence Dependent Supercontinuum Due to Cross-Phase Modulation in a Dispersion-Flattened/Decreasing Fiber

It was found by numerical analysis that a 320 nm wide and flat spectrum at 20 dB less than the central maximum intensity is generated from cross-phase modulated soliton pulses with 3.5 ps pulse width and 2.3 W peak power, which are propagated through a 2.4km length of dispersion-flattened/decreasing fiber (DFDF). The cross-phase modulation (XPM) at a central wavelength of 1.55 μm is achieved by exciting two orthogonally polarized modes into the principal axes. The wave-vector mismatch between the orthogonal pulses can be neglected because of soliton trapping when the modal birefringence of the DFDF is less than |n_ox - n_0y| = 10⁻⁶. The effect of modal birefringence on supercontinuum generation is discussed in temporal and spectral regimes by numerical analysis.     

磁光光纤Bragg光栅中圆偏振光的非线性传输特性

提出了磁光光纤Bragg光栅的理论模型,给出了圆偏振光在磁光光纤光栅中传播的非线性耦合模方程. 研究表明,在磁光光纤Bragg光栅中,光栅引起正反传播方向的导波光发生耦合,法拉第效应引起磁圆双折射效应,而非线性效应则将左旋和右旋圆偏振光耦合在一起,它们的共同作用可使双稳态状态发生反转、非线性光控光开关阈值功率降低. 与传统光纤光栅相比,利用左旋和右旋磁圆偏振光之间的交叉相位调制实现的脉冲整形具有磁光偏置可调特性,为基于磁光光纤光栅的动态灵活全光3R再生器的研制提供了理论基础. 关键词： 磁光光纤Bragg光栅 圆偏振光 脉冲整形     

Self-induced phase matching in stimulated four-wave mixing in a nonbirefringent single-mode optical fiber

Self-induced phase matching in stimulated four-wave mixing in a nonbirefringent single-mode optical fiber has been observed. It is shown that in a nonbirefringent single-mode fiber the phase matching that is necessary for stimulated four-wave mixing can be accomplished with a combination of self-phase modulation and cross-phase modulation induced by a pump-laser pulse.