啁啾脉冲堆积及其放大特性

 根据啁啾脉冲堆积的原理以及模型介绍了两路脉冲堆积时脉冲的时间与频谱特性,分析了堆积脉冲产生时间与频谱调制,以及交叠区产生非线性频率啁啾的原因。通过非线性薛定谔方程,分析了堆积脉冲的放大特性,介绍了啁啾参量对放大结果的影响以及放大后堆积脉冲的频率啁啾的变化。研究表明,在堆积脉冲的放大过程中自相位调制效应非常明显,严重影响了脉冲的频谱与频率啁啾。     

色散缓变光纤中初始啁啾对超高斯脉冲传输特性的影响

从非线性薛定谔方程出发,采用变分法,导出了色散缓变光纤中超高斯脉冲参数随传输距离的演化方程组及其解,讨论了初始啁啾对色散缓变光纤中超高斯脉冲传输特性的影响.求出了振幅与脉宽、频率与啁啾、脉宽与啁啾之间的三个解析约束关系,得出了脉宽随传输距离演化的解析解,用龙格-库塔法进行数值求解描绘了初始啁啾和脉冲前后沿锐度对呈指数变化的色散缓变光纤中超高斯脉冲的脉宽的影响.结果表明:初始嘣啾、色散缓变和脉冲前后沿锐度对超高斯脉冲的振幅、脉宽、唰啾和相位有直接影响,脉冲前后沿锐度对超高斯脉冲中心位置没有影响,超高斯脉冲传输过程中会产生唰啾,但脉冲中心的等效频率保持为常数.     

色散缓变光纤啁啾演变特性

从理论上分析了色散缓变单模光纤中啁啾演变特性。采用储里叶变换法得到了只有群速度色散效应或自相位调制效应时皮秒脉立足点啁啾的解析解，利用数值法模拟了色散缓变光纤中皮秒脉立足点秋演变过程。结果表明：色散缓变光纤中的啁啾比常规光纤中的啁啾小，而且，合理选择光纤色散参数可实现脉冲波形无畸变传输。     

初始啁啾对双曲正割光脉冲线性传输特性的影响

采用分步傅里叶方法数值研究了初始线性啁啾和非线性啁啾双曲正割光脉冲在单模光纤反常色散区的线性传输特性，并与啁啾高斯脉冲的线性传输特性作了比较.给出了双曲正割光脉冲频谱宽度和时间带宽积随初始线性啁啾变化的表达式.结果表明，双曲正割脉冲在线性啁啾|C|>0.1时随传输距离的增加逐渐演化成近高斯型，在0≤|C|≤0.1时最后将演化为近双曲正割脉冲.|C|越小，脉冲时域波形越趋近双曲正割曲线.负啁啾对脉冲时域展宽的影响比正啁啾要大得多.当|C|≥0.5时，初始啁啾对双曲正割光脉冲展宽的影响比对高斯脉冲的影响更大.非线性啁啾双曲正割光脉冲在线性传输过程中会出现时域波形分裂现象，比具有相同啁啾的高斯脉冲时域波形分裂严重. 关键词： 频率啁啾 双曲正割光脉冲 线性传输 时域波形分裂     

啁啾脉冲堆积的宽带整形脉冲三倍频方案分析

针对啁啾脉冲堆积方法获得的宽带整形激光脉冲，采用KDP晶体Ⅰ／Ⅱ类角度失谐的三倍频方案，定量分析了影响其三倍频转换效率的主要因素，并对三倍频前后的时间波形及频谱分布进行了比较分析。在此基础上，与时间相位调制的宽带整形脉冲三倍频的相应结果进行了比较。研究结果表明，对于啁啾脉冲堆积方法获得的宽带整形激光脉冲，在实现较高的三倍频转换效率的同时，其时间波形和频谱分布基本保持不变。对于具有相同带宽和波形的时间位相调制整形脉冲，其三倍频转换效率明显低于啁啾脉冲堆积宽带整形脉冲。     

啁啾脉冲堆积用于光脉冲整形

报道了一种利用100 ps啁啾脉冲堆积产生2．2 ns任意整形脉冲的脉冲整形系统。采用掺Yb~(3 )光纤锁模振荡器得到稳定的锁模光脉冲序列,将该锁模脉冲通过啁啾光纤光栅展宽并通过1 nm带宽的高斯形光谱滤波器滤波,得到标准的100 ps高斯形啁啾脉冲序列,将此脉冲选单经过光纤延迟线组成的32路脉冲堆积器,得到了精度为32 bit的重复频率为1 Hz的2．2 ns任意整形光脉冲。研究了堆积脉冲的特性,分析了宽带啁啾堆积整形脉冲的光谱时间扫描特性对激光驱动惯性约束聚变打靶束匀滑的优化作用。实验测得了该系统输出的2．2 ns整形光脉冲具有小于50 ps的上升沿,与100 ps啁啾脉冲的时间抖动小于4 ps。     

大啁啾光纤布拉格光栅的脉冲响应特性研究

脉冲堆积技术是高功率激光系统中产生任意种子脉冲的方案之一.该方案利用大啁啾光纤布拉格光栅的宽带特性来展宽宽带短脉冲,以满足脉冲堆积组件的需求.利用传输矩阵法模拟了大啁啾宽带光纤布拉格光栅的反射谱、时延曲线等特性.研究发现,光纤光栅的啁啾因子决定了色散量以及带宽的大小,但增加色散量的代价是降低了光纤光栅的带宽;光栅长度越长,反射带宽明显增加,但色散量变化不大.研究结果对高功率前端系统的设计具有一定的指导意义.     

利用啁啾光纤光栅色散特性实现波长可调谐的主动锁模掺铒光纤环行腔激光器

在环形腔主动锁模光纤激光器中引入啁啾光纤光栅，利用啁啾光纤光栅的大色散特性，通过调节调制频率，实现波长调谐，调谐范围2nm。所得脉冲为重复频率2．5GHz，脉宽约60ps的正啁啾脉冲，。     

堆积啁啾脉冲在单模光纤中的非线性传输特性

通过数值求解广义非线性薛定谔方程,分析了32路线性啁啾高斯脉冲堆积后的整形脉冲在单模光纤中的传输特性。结果表明经50 m单模光纤传输后脉冲的脉宽和包络形状基本不变; 非线性效应中的自相位调制和脉冲内Raman散射对脉冲频域特性影响较大,使频谱展宽约40 THz,中心角频率下移约10 THz; 而自陡效应,三阶色散对传输特性影响不大。     

半导体激光放大器用于啁啾补偿的研究

详细分析了饱和工作状态下的行波半导体激光放大器的啁啾特性，从理论上证了实了利用其增益饱和所引起的自相位调制来对光源啁啾和光纤色散进行啁啾补偿的可行性，并且发现，对于不同脉宽的入射脉冲，光放大器均能发挥相位补偿的作用，这一特性可用来在长距离光纤传输系统中，对微弱啁光脉冲同时进行能量和相位的补偿。     

飞秒光脉冲基于交叉相位调制的压缩脉冲对的产生

数值模拟了在喇曼散射效应影响下,波长位于反常色散区的高阶孤子泵浦脉冲与波长在正常色散区的信号脉冲通过交叉相位调制作用产生的压缩脉冲对.结果表明,由于受喇曼效应的影响,飞秒信号脉冲产生的脉冲对不再保持对称,滞后的蓝移脉冲峰值功率随传输距离的增加而减小,产生孤子红移.同时发现喇曼系数增大,超前红移脉冲峰值功率增加,滞后蓝移脉冲峰值功率降低.分析了孤子阶数和正、负走离效应对脉冲压缩对变化规律的影响.     

Spectral Talbot phenomena of frequency combs induced by cross-phase modulation in optical fibers

Cross-phase modulation (XPM) of a frequency comb (finite-duration optical pulse sequence) by an intense, long Gaussian pump pulse is theoretically investigated, and new effects, namely, frequency-domain self-imaging phenomena (integer and fractional Talbot effects), are reported. The conditions favorable for observing spectral self-imaging phenomena by XPM are derived and numerically confirmed. The effects of nonidealities in a practical experiment (e.g., group-delay walk-off and dispersion) are also evaluated. One can use spectral self-imaging to tune the free spectral range of a frequency comb (without affecting the shape and bandwidth of the individual passbands) simply by adjusting the pump power in a fiber XPM scheme.     

光纤中超短光脉冲特性的计算机模拟

本文从理论上分析了具有自相位调制的光脉冲在色散介质中的传播特性,从而解释了超短光脉冲的压缩机理;并用严谨的数学步骤,将各种文献中形式各异的非线性薛定谔方程归结为统一的形式,避免了因符号定义不同而易于引起的混淆。针对该方程的特点.找到了合适的数值求解法,利用微机获得了在不同色散的介质中,光脉冲振幅、频谱、相位、啁啾等沿光纤方向变化的定量关系曲线。结果表明:在正色散介质中,脉宽及带宽均展宽,而在负色散介质中,脉冲沿传播方向越来越窄,表现为孤子效应。最后结合光栅对,给出了用光纤、光栅对获得1.06μm超短光脉冲时系统各部分的最佳参量。     

Effects of walk-off on cross-phase modulation induced modulation instability in an optical fibre with high-order dispersion

This paper investigates the effects of walk-off among optical pulses on cross-phase modulation induced modulation instability in the normal dispersion region of an optical fibre with high-order dispersion. The results indicate that, in the case of high-order dispersion, the walk-off effect takes on new characteristics and will influence considerably the shape, position and especially the number of the spectral regions of the gain spectra of modulation instability. Not only the group-velocity mismatch, but also the difference of the third-order dispersion of two optical waves will alter the gain spectra of modulation instability but in different ways. Depending on the values of the walk-off parameters, the number of the spectral regions may increase from two to at most four, and the spectral shape and position may change too.     

光纤非线性效应对10 Gb/s波分复用色散补偿系统的限制

对信道间距为１００ＧＨｚ的８倍１０Ｇｂ／ｓ波分复用色散补偿系统进行了计算机仿真,分析了光纤的色散和自相位调制（ＳＰＭ）、互相位调制（ＸＰＭ）、四波混频（ＦＷＭ）等非线性效应在具有级联光放大器系统中的作用。四种色散补偿方案是：ＳＭＦ（常规单模光纤）＋ＤＣＦ１（色散斜率为正的色散补偿光纤）、ＳＭＦ＋ＤＣＦ２（色散斜率为负的色散补偿光纤）、ＴＷ１（色散为正的非零色散光纤）＋ＴＷ２（色散为负的非零色散光纤     

负啁啾脉冲在正负色散光纤中传输特性研究

对负啁啾脉冲在正常色散光纤中传输特性进行了数值分析和实验研究，数值分析与实验结果基本一致。数值分析和实验证明正常色散光纤不仅能压窄负啁啾的脉宽而且能压窄频谱，采用正常色散光纤消啁啾后用色散位移光纤为传输媒质成功地进行了一阶和高阶孤子传输。     

双折射光纤中偏振复用技术的三阶色散抑制和补偿

针对三阶色散对零色散波长附近光脉冲偏振复用技术的破坏作用，提出了使用色散平坦光纤来抑制三阶色散的影响。然而用色散平坦光纤只能在脉冲短距离传输时有效，故提出用正负三阶色散交替的光纤补偿三阶色散对光脉冲偏振复用技术的影响。研究发现该补偿方案能有效地抵消线路的总三阶色散，实现了偏振脉冲长距离稳定传输。     

利用相位共轭与色散配置实现具有大占空比和大放大器间隔的长距离光孤子传输

在用光纤放大器补偿损耗的光纤传输线中，用负色散光纤与正色散光纤或色散补偿器件交叉配置，并使传输线中光纤的有效色散适当大于（与平均孤子对应的）理论值，同时在传输线中周期地使用相位共轭器，可以在把放大器间隔提高到与常规光纤通信相同的条件下有效地削弱孤子之间的互作用。本文对实现速率为２５Ｇｂｉｔ／ｓ、占空比为１／２、光放大器间隔为１００ｋｍ、传输距离大于６０００ｋｍ的光孤子传输作出了数值论证     

Ultrahigh-bandwidth, on-chip all-optical pulse erasure using the χ(3) process in a nonlinear chalcogenide waveguide

We demonstrate on-chip all-optical pulse erasure based on four-wave mixing and cross-phase modulation in a dispersion engineered chalcogenide (As(2)S(3)) rib waveguide. We achieve an erasure efficiency of ~15 dB for picosecond pulses in good agreement with numerical simulations using the nonlinear Schr?dinger equation. The combined effect of the high instantaneous optical nonlinearity (γ = 9900 (W km)(-1)) and small group-velocity dispersion (D = 29 ps/nm km), which reduces pulse walk-off, will enable all-optical pulse erasure for ultrafast signal processing.     

Impacts of dispersion maps on nonlinear distortion in distributed Raman amplified multi-span systems

The influences of dispersion maps on three major nonlinear effects (SPM, XPM and SRS) in distributed Raman amplified fiber transmission systems with periodic dispersion compensation are numerically investigated at identical nonlinear phase shift. The results show that compared with lumped amplification, distributed amplification tends to enhance the SPM/XPM induced penalties provided per span complete DC is used. However, these performance differences can be canceled out by means of optimal dispersion managements. Moreover, distributed Raman amplification can change the optimal dispersion maps for XPM effects. On the other hand, the impacts of SRS crosstalk are mainly determined by wavelength spacing and walk-off parameter, and the effects of dispersion management are quite limited. For a system with properly designed fiber dispersion characteristics, SRS induced waveform distortion can be well suppressed.