在周期性极化铌酸锂波导中的波长转换与光谱分析

实验研究了在准相位匹配LiNbO₃波导中级联的倍频和差频波长转换,通过对转换频谱分析和波形对比分析,讨论了在脉冲泵浦情况下走离效应对光脉冲之间波长转换的影响：由于波导的色散性能,不同波长的光脉冲在波导中传播具有不同的群速度,处在0.8 μm光波段的倍频光脉冲比处在1.55 μm光波段的泵浦光脉冲的传播速度慢,导致了倍频光脉冲与泵浦光脉冲在传播的过程中发生走离;因此倍频脉冲在频域被压缩而在时域被展宽,并遗传给差频过程使得转换脉冲的谱宽变窄、脉宽增加、占空比变大,表明脉冲光泵浦波长转换对信号频谱及波形不是严格透明的转换。实验同时实现了一对多通道的波长转换,表明连续控制光的线宽对转换信号的信噪比有较大的影响。     

基于倍频波长转换中走离效应产生多个脉冲的研究

利用倍频光与泵浦光脉冲之间的走离效应,通过在周期性极化的LiNbO3波导中间增加两段未被极化的波导,1.55 μm波段的泵浦脉冲在极化的波导部分产生0.77 μm波段的倍频光,在未被极化的部分不产生倍频光,形成了三个被间隔开来的倍频子脉冲.通过差频将三个倍频子脉冲还原成1.55 μm波段的三个差频脉冲,实现了用一个泵浦脉冲产生三个转换脉冲.用数值模拟计算展示脉冲的产生及其演化过程,并讨论了用LiNbO3波导参量控制脉冲特征参量的方法.     

Single-to-Multiple Channel Wavelength Conversions and Tuning of Picosecond Pulses in Quasi-Phase-Matched Waveguides

We report the single-to-multiple channel wavelength conversions of 1.57-ps pulses based on cascaded secondharmonic generation and difference frequency generation in quasi-phase-matched periodically poled lithium hiebate waveguides. For single-to-single channel wavelength conversion, no external cavity laser is required with use of a fibre ring laser. The conversion efficiency is about -21.44 dB. The converted idler wavelength can be tuned from 1526.4nm to 1537.5nm as the lasing pump wavelength is varied from 1566.1 nm to 1555.0nm. By employing several input pumps, tunable single-to-dual and single-to-triple channel wavelength conversions are experimentally demonstrated.     

周期极化铌酸锂波长转换器脉冲抽运时的波形畸变

理论分析了周期性结构的LiNbO3晶体(PPLN)光波导在脉冲光抽运时的级联二阶非线性效应,并通过数值计算得到了抽运、倍频、信号及转换四个光脉冲的波形在波导中的演化。研究表明,使用脉冲光抽运时,由于抽运光脉冲与倍频光脉冲之间的群速度失配导致的走离,将使倍频光脉冲产生展宽;再通过差频转换使得转换光脉冲产生了波形畸变和峰值偏移。最后通过实验验证了转换光脉冲的波形畸变。     

脉冲泵浦波长转换改善泵浦带宽容限的研究

基于准相位匹配铌酸锂波导的波长转换,分析了采用脉冲泵浦的方法提高泵浦带宽容限的机理.研究表明:窄脉冲的频带内包含有大量的频谱分量,这些谱分量可以通过倍频效应和和频效应两种机制产生0.8 μm波段的光场,使泵浦带宽容限得到了改善.理论计算和实验都证明了在40G Hz 的ps级脉冲泵浦的波长转换时,－3 dB泵浦带宽容限提高到大约3 nm.     

逆向注入波长转换方式对转换光脉冲畸变的改善

数值模拟分析了在周期域反转结构的铌酸锂光波导中的脉冲抽运波长转换过程,通过对转换过程中光脉冲波形的演化分析,讨论了抽运光和信号光同向和逆向两种注入方式对转换光脉冲波形的影响.研究结果表明在同向注入方式下由于倍频与差频效应是同时进行的,群速度失配导致的走离效应使倍频光脉冲在波导内不断展宽,遗传给差频转换时,使转换光脉冲发生了波形畸变;为防止转换脉冲发生畸变,提出了采用单片光波导用抽运光和信号光逆向注入的方式,将倍频与差频效应分开来,二次非线性效应不再同时进行,从而改善了转换光脉冲的波形畸变,同时提高了转换效率.