在远离光子晶体光纤零色散波长的正常色散区入射飞秒脉冲产生四波混频及孤子效应的实验研究

在远离光子晶体光纤零色散波长的正常色散区入射飞秒脉冲,实验产生了一对由四波混频引起的信号波带和闲频波带,及一对由脉冲内拉曼散射和非孤子辐射引起的孤子和色散波带,并观察到功率饱和现象.利用有限元法理论模拟了光纤的色散和非线性特性,用四波混频的相位匹配条件模拟了光纤在满足相位匹配条件下所产生的信号波带和闲频波带出现的可能位置,并与实验结果符合得很好.结果表明:即使在光子晶体光纤的正常色散区抽运激光脉冲亦可以产生四波混频和孤子效应;研究发现四波混频的产生是由四阶色散参量引起的;并进一步从理论上解释了孤子及色散波的产生原因.     

基于光子晶体光纤四波混频效应的波长转换研究

研究了光子晶体光纤中的四波混频效应及其波长转换.采用长度为25 m的高非线性色散平坦光子晶体光纤,当泵浦功率为19.8 dBm时,得到100 nm的转换带宽和－20 dB的最大转换效率.实验结果表明,当信号功率低于四波混频阈值时,两路不同波长的信号同时输入产生的四波混频效应互不影响.     

基于光子晶体光纤四波混频效应的波长转换研究

研究了光子晶体光纤中的四波混频效应及其波长转换.采用长度为25 m的高非线性色散平坦光子晶体光纤,当泵浦功率为19.8 dBm时,得到100 nm的转换带宽和-20 dB的最大转换效率.实验结果表明,当信号功率低于四波混频阈值时,两路不同波长的信号同时输入产生的四波混频效应互不影响.     

光子晶体光纤中多泵浦四波混频光谱增益特性研究

研究了信号与泵浦光同向传输,在色散平坦高非线性光子晶体光纤中的多泵浦四波混频光谱增益特性,从光谱学的角度分析了泵浦光波长漂移,泵浦光偏振方向平行与正交,信号光相对于泵浦光偏振态失配,二者总功率对多泵浦四波混频光谱增益特性的影响,探讨了泵浦光数目对多泵浦四波混频光谱增益特性的冲击。研究发现在36.4 nm波长范围,二者偏振态匹配时多泵浦四波混频效果最好,同时,多泵浦四波混频效应对偏振极为敏感,若两束泵浦光偏振态垂直,则它们分别与信号光发生四波混频,反之,则两束泵浦光之间亦会发生四波混频作用,且在正交泵浦的前提下,信号光偏振方向变化会直接导致各闲频光增益大小发生变化;进一步指出当采用三束连续泵浦光时,同样可以在一定波长范围内实现多泵浦四波混频效应。这些研究对于开发基于光子晶体光纤中多泵浦四波混频效应工作的超快光子器件具有一定的指导意义。     

基于光子晶体光纤中双抽运四波混频效应的非归零到归零码型转换实验研究

提出并实验证实了利用色散平坦高非线性光子晶体光纤中双抽运四波混频效应实现非归零 (NRZ)到归零(RZ)码型转换的新方案, 将一束NRZ信号光与两束同步时钟脉冲光同时注入光子晶体光纤, 通过双抽运四波混频效应产生两个闲频光, 经过光学滤波后即可完成单到双全光NRZ-RZ码型转换. 与基于常规单抽运四波混频效应的码型转换方式相比, 本设计方案由于采用了双抽运四波混频效应, 因此具有双路组播信号波长可彼此独立选取的优点. 分析了码型转换器的波长调谐性及对输入光功率波动的容忍性, 得到转换信号的最优消光比和Q 因子分别为15 dB和5.4. 研究结果表明, 本方案既具有对比特率和调制格式透明的优点, 又避免了使用单抽运四波混频效应进行码型转换时两路组播信号波长相互制约的弊端, 且实现了全光波长转换和波长组播功能. 关键词： 码型转换 四波混频 双抽运 光子晶体光纤     

长脉冲抽运光子晶体光纤四波混频和超连续谱的理论研究

本文数值研究了长脉冲抽运光子晶体光纤四波混频和超连续谱的产生.依据准连续波近似下的相位匹配条件和能量守恒定律,能够理论上确定在光子晶体光纤正常色散区抽运时,四波混频效应产生的信号光和空闲光波长;以及在光纤反常色散区抽运时,调制不稳现象产生的两个对称旁瓣波长.利用自适应分步傅里叶法,定量地模拟了利用波长为1064 nm的亚纳秒激光器抽运两种不同色散特性的光子晶体光纤四波混频效应和超连续谱的产生,模拟结果与实验结果符合非常好. 关键词： 光子晶体光纤 超连续谱 四波混频 自适应分步傅里叶法     

五能级原子开放系统中的多波混频共存特性

研究了受强缀饰场作用的五能级原子系统所产生的多波混频共存特性.研究发现,通过调节激光束方向,沿同一方向出射的八波混频、双缀饰四波混频和单缀饰六波混频信号因共用能级的原子相干产生而出现竞争现象,通过控制缀饰场减弱四波混频和六波混频信号强度,可以达到增强八波混频信号的目的.还对级联和并联两种不同缀饰方式下双缀饰四波混频过程的差别进行了详细分析. 关键词： 双缀饰四波混频 单缀饰六波混频 八波混频 抑制增强     

瑞利型增强四波混频的外差探测

将光外差探测方法应用于瑞利型增强四波混频的研究,通过理论分析得到了瑞利型增强四波混频三阶极化率的表达式和外差拍信号的解析解,对拍信号的研究表明这种方法可以保留瑞利型增强四波混频极化过程的完整信息,获得瑞利型增强极化的吸收谱与色散谱.同时分析了三种不同的马尔可夫随机场模型下的差拍信号的区别与联系.     

基于光子晶体光纤中多抽运四波混频效应的新型光层组播技术

光层组播是未来透明光子网络中一项重要的全光信号处理功能,提出并实验证实了一种基于色散平坦高非线性光子晶体光纤中多抽运四波混频效应的光层组播方法,将一束信号光与两束连续抽运光同时输入高非线性光子晶体光纤中,通过多抽运四波混频过程,产生四个携带该数据信息的闲频光,从而实现了单一信号的四信道光层组播功能,组播信道波长在35.2 nm范围可调谐,组播信道最大间距4.4 THz,最大转换效率-22 dB,最优Q因子为5.3,该方法的特点在于基于光纤中的四波混频效应工作,因而具有对调制格式和比特率透明的 关键词： 光层组播 多抽运四波混频 光子晶体光纤     

基于光子晶体光纤的全光波长变换研究

选用具有高非线性系数和非常灵活色散特性的光子晶体光纤(PCF)作为波长变换的媒质,对基于光子晶体光纤四波混频效应的波长变换进行了理论分析,设计实验系统,并进行了实验.实现了中心波长在1 550 nm附近、基于PCF四波混频效应的全光波长变换,最大转换效率－22 dB,转换带宽28 nm.     

Optical processes of photonic band gap structure with dressing field in atomic system

We experimentally investigate probe transmission signals (PTS), the four-wave mixing photonic band gap signal (FWM BGS), and the fluorescence signal (FLS) in an inverted Y-type four level atomic system. For the first time, we compare the FLS of the two ground-state hyperfine levels of Rb 85. In particular, the second-order and the fourth-order fluorescence signals perform dramatic dressing discrepancies under the two hyperfine levels. Moreover, we find that the dressing field has some dressing effects on three such types of signals. Therefore, we demonstrate that the characteristics of PTS, FWM BGS, and FLS can be controlled by frequency detunings, the powers or phases of the dressing field. Such research could have potential applications in optical diodes, amplifiers, and quantum information processing.     

Modulation of four-wave mixing via photonic band gap

The dressed four-wave mixing （FWM） in a four-level S5Rb atomic system, experimentally demon- strated in this paper, is comprised by two coexisting processes. One is emission signal due to enhanced nonlinear via electromagnetically induced transparency （EIT）. The other is the Bragg reflection of probe beam because of the created photonic band gap （PBG）, which is affected by both linear and third-order nonlinear susceptibility. Moreover, we have demonstrated that different experimental parameters can significantly influence the measured signal with flexibly controlled PBG. These studies are found useful for understanding the fundamental mechanisms in generated FWM processing.     

Experimental investigation of combined four-wave mixing and Raman effect in the normal dispersion regime of a photonic crystal fiber

We study the effect of stimulated Raman scattering on four-wave mixing sidebands generated by pumping in the normal dispersion regime of a photonic crystal fiber. Q-switch nanosecond pulses at 1064 nm are used to generate signal and idler wavelengths by degenerate four-wave mixing. These three waves generate their own Raman Stokes orders, leading to a broadband supercontinuum.     

Effects of refractive index changes on four-wave mixing bands in Er-doped photonic crystal fibers pumped at 976 nm

An experimental study of the effects of an auxiliary 976 nm pump signal on the four-wave mixing parametric bands generated with a 1064 nm pump in a normal dispersion Er-doped photonic crystal fiber is presented. The four-wave mixing signal and idler bands shift to shorter and longer wavelengths, respectively, with increasing 976 nm pump power. It is shown that the wavelength-dependent resonant refractive index change in the erbium-doped core under 976 nm pumping is at the origin of the effect.     

光子晶体光纤四波混频光谱中相位匹配特性的研究

与传统光纤不同,光子晶体光纤可以具有多个零色散波长,在四波混频光谱中,具有更丰富的相位匹配特性。目前很多文献报道了光子晶体光纤非线性光学特性的实验结果,但对其产生机理及光谱的变化规律缺乏详细的理论分析。为此对光纤中四波混频原理进行了分析,给出了高增益的相位匹配条件。利用多极法计算了光子晶体光纤的非线性系数及色散特性。对具有多个零色散波长光子晶体光纤的相位失配特性进行了分析,得到了相位匹配波长随泵浦波长及泵浦功率的变化规律。给出了相位匹配曲线,分析了不同色散曲线的相位匹配波长特点,两个零色散波长光子晶体光纤,在四波混频光谱中将激发出四个新的波长。实验得到了两个零色散波长光子晶体光纤的四波混频光谱,与理论分析一致,验证了相位匹配理论的可靠性。多个零色散波长光纤,能产生丰富的相位匹配曲线,会出现更多的四波混频波长,可以有效的控制光孤子及超短脉冲的四波混频及共振散射产生的光谱特性。为光子晶体光纤中基于四波混频的波长变换及超连续谱的研究提供了理论指导。     

准分形光子晶体多频带隙的特性及其应用

用时域有限差分方法计算了多种准分形结构光子晶体的能带. 数值计算结果表明, 这些结构的光子晶体存在多频带隙的特点, 且带隙的宽度及中心频率以及带隙中导带的中心频率均随准分形光子晶体单胞内结构单元几何形状的改变而改变.     

Spatial four wave mixing in nonlinear periodic structures

We present the first experimental study of spatial four-wave mixing in photonic lattices, demonstrating universal aspects of nonlinear processes in periodic media, such as engineered phase matching, Bloch-wave folding, and continuous control over the band at which the interaction products emerge.     

Cascaded four-wave mixing generation in photonic crystal fibers

We investigate the efficient generation of broadband cascaded four-wave mixing products seeded at different wavelengths in photonic crystal fibers, with a high-peak power picosecond pulse pumping in the anomalous dispersion region as well as the normal dispersion regime. Multiple four-wave mixing products with different frequency intervals have been experimentally achieved when pumping in the anomalous dispersion region. Measured results present bandwidths of over 500 nm. We have also experimentally demonstrated that only seeding at the Stokes or anti-Stokes peaks can we get the efficient generation of cascaded four-wave mixing or cascaded stimulated Raman scattering when pumping in the normal dispersion regime.