光孤子脉冲在光纤放大器中的传播

本文建立了包括增益色散,受激喇曼散射,双光子吸收效应的理论模型,讨论了光孤子脉冲在光纤放大器中的传播.数值计算结果表明:在反常色散范围内,光孤子的放大是不稳定的.增益色散导致光脉冲对称分裂,而受激喇曼散射则导致不对称的分裂.在增益色散和受激喇曼散射的共同作用下可获得新的时域和频域特征.有限带宽的放大能抑制受激喇曼散射引起的自频移.本文对有啁啾的光孤子脉冲的放大也进行了分析.     

密集波分复用石英光纤中受激喇曼散射对信号光的影响

从石英光纤具有的近似线性喇曼增益的特点出发,给出了等信道间隔、等初始输入光子通量条件下前向N信道受激喇曼散射(SRS)稳态光子转换方程的解析解.这个解析解是在考虑了N个信号光之间串话下得到的,它适用于任意大小的信号光.同时指出,在传输过程中,SRS的作用使相邻信道的信号光光子通量保持等比性.公比值随光纤的有效作用距离、总的初始输入光子通量和对应于信道间隔的喇曼增益系数而变化.而总信号光光子通量可表示为N项等比级数.解析解与数值解进行了比较,两者取得了很好的一致 关键词：     

固体中光声喇曼效应的原理特性分析

从相干喇曼放大过程出发,运用准平衡模型以及热弹理论,对固体样品中光声喇曼效应进行理论分析,导出了脉冲激光泵浦下的光声喇曼信号表达式,并做了数值估算.总结分析了固体介质中光声喇曼效应的一些特性.     

压缩系数可控的光脉冲压缩器

提出了一种压缩系数可控的光脉冲压缩器.该脉冲压缩器主体包括梳状色散分布光纤（CDPF）和喇曼放大器两部分.梳状色散分布光纤由多段色散位移光纤和单模光纤拼接而成,具有喇曼增益介质的功能.对一给定的光脉冲序列,可以通过控制泵浦功率实现脉冲压缩器的压缩率可调.通过对非线性薛定锷方程的数值模拟,这一光脉冲压缩器的性能得到了验证.当光脉冲在CDPF中传输时,脉冲得到压缩并且被放大.对喇曼泵浦功率来改变可以得到不同的输出脉宽.通过优化CDPF的结构,得到了喇曼泵浦功率和压缩系数之间很好的线性关系.     

基于光纤中SRS效应的全光波长转换

提出利用光纤中非线性效应受激喇曼散射（stimulated Raman scattering, SRS）实现波长转换的原理方案和相应的理论分析模型,并进行实验验证,将经过放大后的信号光和连续探测光同时注入光纤,在光纤中进行SRS放大,实现信号之间的转换。结果表明:利用SRS可实现波长转换,可实现跨几个THz的波长之间的转换。得到最大转换效率和消光比分别为-17.3 dB和15.7 dB。通过改变探测光的波长,可实现相隔几个THz光信号的全光波长转换和可调谐波长转换。     

光纤喇曼增益系数的简捷测量

基于小信号开关增益原理,采用抽运光-探测波法,利用SLD(超辐射激光二极管)作为宽带小信号探测光源,快速测量出了标准单模光纤(G.652)的频移为0.5～20 THz内的喇曼增益系数,测量结果和文献中已有的值基本吻合,所测得的光纤喇曼增益系数可用于光纤喇曼放大器的理论和实验研究,该方法同样可以对其他类型光纤的喇曼增益系数进行测量.     

基于硅波导的喇曼光放大器

在硅波导上添加反向偏压的PIN结构,当波导产生受激喇曼散射时,可以将波导中双光子吸收(TPA)产生的光生自由载流子扫出波导,降低了波导的非线性损失,极大地提高了硅波导中泵浦光对信号光的喇曼增益。为了应用已经非常成熟的硅工艺,并且应用硅波导使器件小型化,根据法布里-帕罗(F-P)腔和行波放大器理论,在硅波导两端的解理面蒸镀增透膜,应用这种波导的喇曼效应设计了一种光放大器,即基于硅波导的喇曼光放大器。建立了计算放大器增益的方程,给出了不同波导长度和输入功率情况下的放大器增益,得出适当增加波导长度和泵浦光功率可以得到较高喇曼增益的结论。基于硅的光放大器有较高的饱和功率且没有泵浦源的限制,通过调整泵浦激光的波长可以放大不同波长的信号光。     

反向抽运光纤喇曼放大器增益特性分析

将打靶法和龙格库塔法两种数值计算方法相结合，对反向抽运光纤喇曼放大器中信号光和抽运光相互作用的耦合微分方程进行数值求解.在分别选取不同参量且取不同值的条件下，详细分析了光纤长度、初始信号光功率、初始抽运光功率、光纤有效面积、喇曼增益系数及光纤对信号光与抽运光的损耗等参量对增益的影响，最后提出了有效提高增益的方法.     

旋光纤喇曼放大器中ASE噪音模型及仿真计算

通过分析旋光纤喇曼放大器中信号光、抽运光的非线性薛定谔波动方程及放大自发辐射噪音特性,提出一种能同时在旋光纤喇曼放大器中产生预计波形放大自发辐射噪音,又方便计算的方法.根据放大自发辐射噪音时域特性,建立并在波动方程中加入放大自发辐射非高斯噪音模型.在考虑旋光纤双折射的非线性效应同时,通过分步傅里叶法对波动方程求解,计算了旋光纤喇曼放大器中的放大自发辐射噪音,并与实验结果吻合.     

旋光纤喇曼放大器中ASE噪音模型及仿真计算

通过分析旋光纤喇曼放大器中信号光、抽运光的非线性薛定谔波动方程及放大自发辐射噪音特性,提出一种能同时在旋光纤喇曼放大器中产生预计波形放大自发辐射噪音,又方便计算的方法.根据放大自发辐射噪音时域特性,建立并在波动方程中加入放大自发辐射非高斯噪音模型.在考虑旋光纤双折射的非线性效应同时,通过分步傅里叶法对波动方程求解,计算了旋光纤喇曼放大器中的放大自发辐射噪音,并与实验结果吻合.     

拉曼增益系数可分离光纤中的受激拉曼散射

给出了拉曼增益系数分离光纤的定义,在考虑了N个单色光之间的两两受激拉曼散射,得到了这种光纤中单向传输的N个不同的单色光之间的受激拉曼散射（SRS）稳态耦合波方程的解析解。它适用于各单色光功率任意大小、光频率分布不均匀时的一般情况。这一结果可应用于光纤通信系统、拉曼光纤放大器和拉曼光纤激光器的设计与分析。最后把解析解与数值解进行了比较,两者取得了很好的一致。     

密集波分复用系统中光纤喇曼放大器的分析方法

本文利用耦合波理论分析了密集波分复用系统中具有一定光谱宽度的光信号之间的SRS相互作用规律,给出了宽光谱光抽运的光纤喇曼放大器的分析方法.     

Analytical Model of Non-dispersion-limited Transient Stimulated Raman Scattering in Single-mode Silica Fiber in WDM Optical Communication System

The non-dispersion-limited analytic solutions of unidirectional N-channel transient stimulated Raman scattering (SRS) coupling wave equation which governing the propagation of the optical signals in single-mode (SM) silica fiber have been presented. Taking into account the SRS cross coupling among the N-channels, the analytic solutions are applicable to the system with arbitrary channel separation and input signal light power.     

Analytical Model of Non-dispersion-limited Transient Stimulated Raman Scattering in Single-mode Silica Fiber in WDM Optical Communication System

1 IntroductionNowadays, fused silica fiber still is the most common fiber in wavelength divisionmultipleeing (WDM) OPtical commwhcation syStem. In the WDM system, themodulation type of input signal in one channel differs from another channel. FOrinstance, in the Ralnan fiber amplifiers, the pUmP is a continuous wave (CW) whilethe signals are pulse modulated. SO, when we study the SRS effect in the system, wemust take into account the different modulation type of signals. For a tWO-cha…     

组合光纤中受激拉曼散射和四波混频研究

在抽运光和耦合条件不变的情况下,研究了熔接组合的非零色散位移单模光纤(NZDSF)和标准单模光纤(SMF)中的受激拉曼散射(SRS)和四波混频(FWM)产生和传输特征。采用532 nm脉冲激光抽运NZDSF,从20 m处开始产生以LP₀₁模传输的SRS第一级Stokes光;紧接着在30 m处产生了FWM,SRS受到FWM抑制,传输模式逐渐转化为LP₁₁模;经过80 m处熔接点后,由于熔接处双锥光纤结构使光场模式互相干涉,光波模式恢复为LP₀₁模,FWM受到抑制。该现象和机理有利于抑制密集波分复用(DWDM)系统中光学非线性失真和促进光孤子通信系统的发展。     

硅波导受激喇曼散射放大信号光的数值模拟

提出了用连续泵浦光在硅波导中的受激喇曼散射对信号光进行放大的方法.建立了信号光和泵浦光在硅波导中传输的耦合方程,得到了计算信号光增益的理论模型.利用数值模拟结果,对泵浦功率沿波导的分布,信号光在不同波导长度以及输入功率情况下的增益等进行了分析和讨论.结果表明,适当增加波导长度和泵浦光功率可以得到较高喇曼增益的结论.     

高功率纳秒光脉冲在单模光纤中的受激喇曼散射及抑制研究

利用包含喇曼增益、抽运消耗、自相位调制、交叉相位调制和群速度色散效应的耦合非线性薛定谔方程组,对千瓦级高功率纳秒脉冲在单模光纤中的传输特性进行了模拟计算.分析了输入脉冲和斯托克斯脉冲的演化过程,研究了大模面积光纤对受激喇曼散射的抑制作用.研究结果表明,采用模面积为530 μm~2的光子晶体光纤作为惯性约束聚变脉冲整形系统的传输介质,能有效抑制受激拉曼散射,不但信号衰减较小,而且中心凹陷程度较低.     

All-Fiber Optical Signal Inversion Using Stimulated Raman Scattering

We propose a method for all-optical signal inversion by means of stimulated Raman scattering (SRS). The idea is based on the transference of energy from the logic state #x201C;1#x201D; to the second stokes and making the logic state #x201C;0#x201D; into logic state #x201C;1#x201D; by receiving energy from the pump through SRS. According to the numerical simulation, a continuous wave pump source of LOW at 1453 nm and a few hundred meters of highly nonlinear fiber are required to invert an input signal at 1555 nm. The optical signal is inverted with high on-off contrast ratio.     

双折射光纤中拉曼效应对参量放大增益谱的影响

根据激光脉冲在光纤中传输时, 所满足的波动方程, 导出了拉曼效应和参量放大共同作用下, 在双折射光纤中所遵循的耦合模方程, 并引入平行拉曼增益的洛伦兹模型, 给出了输入抽运波偏振方向同双折射轴成45^o 时, 拉曼效应和参量放大共同作用所导致的增益. 讨论并分析了拉曼效应在不同色散区对参量放大增益谱的影响. 结果表明, 在考虑拉曼效应后, 使得参量放大斯托克斯波与反斯托克斯波增益谱彼此不对称; 在反常色散区, 产生的增益以反斯托克斯波为主, 正常色散区则以斯托克斯波为主.     

Widely tunable Raman ring laser using highly nonlinear fiber

An all-optical widely tunable Raman fiber laser has been realized by incorporating a highly nonlinear fiber in a ring cavity. By feedback a portion of Raman Stokes wave back into the highly nonlinear gain medium, a Raman fiber laser is generated. We found that the lasing wavelength of Raman fiber laser can be tuned from 1537 to 1568 nm with peak power fluctuation within 1 dB, giving a total wavelength tunability of 31 nm. The optical signal-to-noise ratio is found to be wavelength dependent, and the highest optical signal-to-noise ratio of about 59 dB is recorded. The lasing threshold of the Raman fiber laser with this configuration is found to be as low as 300 mW.