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.     

光纤零色散波长的精确测量

提出了一种测量单模光纤零色散波长的新方法,即让可调谐的连续波（波长λｓ）和波长λｐ位于光纤正常色散区的泵浦脉冲串在光纤中共同传输,交叉相位调制与群速度色散的相互作用可使得连续波的强度得到调制。对连续波λｓ进行调谐,若连续波被调制成亮脉冲,则表明λｓ位于光纤负色散区;若连续波被调制成暗脉冲,则表明λｓ位于光纤正色散区;若连续波的强度不能被调制,则表明λｓ位于光纤的零色散波长λ０附近。利用这一方法对长度为０．９８ｋｍ的色散位移光纤的零色散波长进行了测量,测量精度可达０．５ｎｍ。     

一种基于非线性光纤环境开关特性的超短光孤子产生方法

提出了一种利用非线性光纤环境的开关特性将连续波同时转化为亮孤子和暗孤子的新方法,即让连续波和另一波长的调制脉冲串共同耦合入光纤环境,交叉相位调制使得一部分连续波被环境透射,其余部分被反射,再让透射波和反射波分别在反常色散光纤和正常色散光纤中传输,自相位调制和群速度色散之间的相互作用使得透射波和反射波分别演化为亮,暗孤子,数值计算表明,该方法不仅可产生脉宽比调制脉冲窄,重复频率比调制脉冲高的亮孤子和暗孤子,而且几乎可将全部的连续波能量转化为孤子能量。     

超短光脉冲在双折射光子晶体光纤中产生超连续谱的偏振特性数值分析

采用矢量耦合非线性薛定谔方程描述了超短光脉冲在双折射光子晶体光纤中的传输过程,并利用分步傅里叶方法求解该方程。数值模拟了中心波长为1550nm的超短光脉冲在不同色散参量的双折射光子晶体光纤中超连续谱的产生及其偏振特性。分析了光纤在不同色散区时,高阶色散和非线性效应对超连续谱及其偏振态的影响。结果表明,当超短光脉冲波长位于近光纤零色散点的反常色散区时,比其在光纤正常色散区和远离光纤零色散点的反常色散区更容易产生宽且平坦的超连续谱,所得到的光谱显示出了复杂的偏振态特性。     

一种基于非线性光纤环镜开关特性的超短光孤子产生方法

提出了一种利用非线性光纤环镜的开关特性将连续波同时转化为亮孤子和暗孤子的新方法 ,即让连续波和另一波长的调制脉冲串共同耦合入光纤环镜 ,交叉相位调制使得一部分连续波被环镜透射 ,其余部分被反射 ;再让透射波和反射波分别在反常色散光纤和正常色散光纤中传输 ,自相位调制和群速度色散之间的相互作用使得透射波和反射波分别演化为亮、暗孤子。数值计算表明 ,该方法不仅可产生脉宽比调制脉冲窄、重复频率比调制脉冲高的亮孤子和暗孤子 ,而且几乎可将全部的连续波能量转化为孤子能量。     

色散缓变光纤耦合器中的调制不稳定性

用奇偶超模对光纤耦合器的耦合模方程重写.讨论了当输入条件使奇偶超模其中之一被单独激发时,色散缓变光纤耦合器中的调制不稳定性,结合调制不稳定性,分析了色散缓变光纤耦合器在准连续波条件下的非线性效应.结果表明：在正常和反常色散区存在新型调制不稳定性.当满足一定条件时,在色散缓变光纤耦合器中传播的准连续波光束可以分解成脉冲序列,并且脉冲几乎不展宽,由此可以分离和提取稳定的超短脉冲；当输入功率一定时,增益谱随着传输距离的改变,形态基本保持不变；当传输距离一定时,增益谱随着输入功率的增强,宽度变宽,强度增强.     

光子晶体光纤中调制不稳定现象与超连续光谱的产生

研究了光子晶体光纤中调制不稳定性效应.从非线性薛定谔方程出发，计算和分析了光子晶体光纤中反常色散区以及正常色散区内的调制不稳定性现象，详细讨论了超短脉冲的脉宽、峰值功率、高阶色散和高阶非线性效应（如脉冲内喇曼散射、自陡峭效应）对调制不稳定性产生的影响.结果表明：二阶色散对调制不稳定性的影响要远大于三阶色散，同时也发现随着初始脉冲宽度的减小，调制不稳定性旁瓣增大但是强度有所降低.另外还发现高阶非线效应如自陡峭和喇曼效应会在不同程度上抑制调制不稳定性.     

光子晶体光纤耦合器中的标量调制不稳定性

从光纤耦合器的耦合模方程出发，用偶奇超模对其进行重写，讨论了当输入条件使奇偶超模其中之一被单独激发时，在光子晶体光纤耦合器中的调制不稳定性.结果表明：光子晶体光纤耦合器中在正常和反常色散区均存在调制不稳定性，并且调制不稳定性与三阶色散项无关、与四阶色散项有关，给出了增益谱在不同色散区随输入功率的变化关系；当满足一定条件时，在光子晶体光纤耦合器中传播的准连续波可以分解成脉冲序列，由此可以分离和提取超短脉冲. 关键词： 光子晶体光纤耦合器 偶次超模 奇次超模 标量调制不稳定性     

超短激光脉冲在不同色散参量光子晶体光纤中传输的数值模拟

为了使得数值模拟更为精确,采用广义非线性薛定谔方程(GNSE)描述超短激光脉冲在光子晶体光纤中的传输演化过程,并利用二阶分步傅里叶方法通过求解方程,数值计算了相同脉宽和能量的超短脉冲在不同色散参量的光子晶体光纤中非线性传输和超连续谱的产生。比较了超短脉冲在光纤不同色散区传输时,高阶色散和非线性效应对超连续谱的产生以及对脉冲波形演化的影响。结果表明,相对于超短脉冲中心波长位于光子晶体光纤的正常和反常色散区,可以相应获得短波波段和长波波段的超连续谱输出,当超短脉冲中心波长位于零色散波长点时,通过色散和非线性效应的联合作用,更易于产生全波长段的平坦超连续谱。     

色散缓变光纤中飞秒孤子压缩与稳定传输

运用数值方法研究了色散缓变光纤中飞秒基本孤子的传输特性，发现基本孤子脉冲不仅能被压缩，而且压缩光脉冲能保持脉宽不变转输即稳定传。光脉冲压缩过程中，发现三阶色散效应有较大的影响。适当地选取色散缓变光纤结构参数可能获得高质量的超短压缩光脉冲。对压缩光脉冲稳定伟机理探索表明，光纤二阶色散纵向变化率，三阶色散与喇曼自散射效应共同作用导致压缩光脉冲稳定传输。     

光纤中基于拉曼放大与脉冲压缩的超短光孤子产生

提出一种在单模光纤负群速色散枢由弱脉冲产生高强度超短光孤子的新方法。     

Amplitude and Phase Retrieval of Ultrashort Optical Pulse Using Optical Spectrogram Scope

We demonstrate the retrieval of the amplitude and phase of an ultrashort optical pulse from an optical spectrogram obtained by optical spectrogram scope (OSS). OSS is an interferometric method of obtaining a single-shot optical spectrogram without nonlinear optical effects. Since the optical spectrogram obtained by OSS retains information on the amplitude and phase of a signal pulse, we can retrieve this information without an iterative inversion algorithm from the spectrogram. In our demonstration, we retrieved the quadratic variation of a spectral phase of a linear chirped ultrashort laser pulse from a mode-locked Ti: sapphire laser.     

单模光纤中受激喇曼散射对调制不稳定性的影响

基于修正的非线性薛定谔方程，利用线性扰动理论和数值方法研究了单模光纤中的调制不稳定性.由于受激喇曼散射的作用，使得喇曼增益谱叠加到光纤中的调制不稳定性增益谱上.这样，原本调制稳定的光纤正常色散区也出现了调制不稳定性；而在反常色散区，随着初始功率的增加，常规的调制不稳定性增益谱的增益和频谱范围均增大，而喇曼增益谱的增益增大但其频谱范围基本不变，这样导致常规的不稳定区域逐渐侵入并最终掩盖喇曼增益区.数值模拟验证了解析结果的正确性，并证明了利用反常色散情形下的调制不稳定性可以产生超短脉冲序列，但这种脉冲序列的进一步传输将会出现喇曼孤子自频移现象.     

非线性掺铒光纤环镜中超短光孤子串的产生及放大

利用数值模拟方法证明了,双频弱连续波的拍频信号在分布增益的非线性掺铒光纤环镜内传输,能产生超短光孤子串.数值计算表明,当输入信号为重复率<20 GHz的拍频弱信号时,可在较短的环镜长度内产生占空比大且高质量的光孤子串.研究同时发现,输入信号的平均功率越大,所需环镜长度越短.与其他方法相比,该方法不仅能克服传统方法所产生的脉冲重复率受限的困难,而且在无需采用特种光纤的情况下,将弱信号转化为超短光孤子串.     

5GHz的16.2ps超短光脉冲的产生

对采用法布里－珀罗腔和正常色散光纤联合消啁啾进行了理论和实验上的研究，实验得到啁啾小于孤子形成临界值，重复频率为５ＧＨｚ、脉宽为１６．２ｐｓ的超短光脉冲，并对消啁呼后的超短光脉冲进行了孤子传输实施。     

Continuous-wave pumping in the anomalous- and normal-dispersion regimes of nonlinear fibers for supercontinuum generation

Supercontinuum (SC) growth in highly nonlinear fibers is compared for cw pumping in the anomalous- and normal-dispersion regimes. For anomalous-dispersion pumping, the combined effects of modulation instability (MI) and stimulated Raman scattering (SRS) contribute to spectral broadening. Furthermore, breakup of the cw light into ultrashort pulses by MI leads to the formation of a Raman pulse that evolves into a soliton, as evidenced by the observation of soliton self-frequency shift. Blueshifted, nonsolitonic radiation associated with the fission of higher-order solitons is also present in the SC spectra. For normal-dispersion pumping, SRS seeds the SC growth by generating several cascaded Stokes orders. When the Stokes orders are shifted into the anomalous-dispersion regime at higher launch powers, MI again causes soliton formation. Broadband continua are generated when the laser is positioned as far away as 191 nm from the zero-dispersion wavelength in normal dispersion.     

Wavelength tunable,high energy femtosecond laser pulses directly generated from large-mode-area photonic crystal fiber

Wavelength tunable high energy ultrashort laser pulses are generated from a large-mode-area photonic crystal fiber in anomalous dispersion (AD) regime. A simplified laser cavity design with one fine polished facet of the fiber as a cavity mirror is used. The intra-cavity dispersion compensation is achieved by a grating pair, the spatial dispersed light from which also have optical spectrum filtering effects combined with the limited aperture of the fiber core. The laser system is able to generate ultrashort pulses ranging from 494 fs (with 56 nJ pulse energy) to 1.24 ps (with 49 nJ pulse energy) at 55 MHz repetition rate. The filtering mechanism benefits the generation of high energy pulses with narrowing pulse duration in AD regime. An undulation in frequency and time domain is also observed with the increase of the pump power. Furthermore, this laser system is directly used as seed for supercontinuum generation.     

An improved nonlinear optical pulse propagation equation

A new equation for self-focusing of extremely focused short-duration intense pulses is derived using a method that treats diffraction and dispersion to all orders with nonlinearity present, and self-consistently determines the nonlinear derivative terms present in the propagation equation. It generalizes both the previous formulation of linear optical pulse propagation to the nonlinear regime, and the cw nonlinear regime propagation to the pulsed regime by including temporal characteristics of the pulse. We apply the new equation and propagate a tightly focused picosecond pulse in silica and explicitly show the effects of spatial-derivative nonlinear coupling terms.