色散缓变光纤中飞秒高阶孤子脉冲的增强压缩

提出了一种利用孤子绝热放大效应与高阶孤子脉冲压缩效应相结合来压缩飞秒高阶孤子的新方法.通过数值模拟方法证明,采用三阶色散为负的色散缓变光纤压缩高阶孤子,可利用喇曼散射效应与负三阶色散的相互作用,消除正三阶色散对光脉冲压缩产生的不利影响,增加压缩比,提高压缩后光脉冲的质量.研究表明,在色散缓变参量一定的情况下,孤子阶数越高,所需最佳光纤长度越短、光脉冲的压缩比越大;对于相同功率的孤子光脉冲,光脉冲的压缩比随着色散缓变参量的增大而增大;无论是孤子脉冲还是高斯脉冲都适合于色散缓变光纤中的高阶孤子脉冲压缩.     

色散渐减光纤组成的环形镜对高阶孤子的理想压缩

利用数值模拟方法证明,采用色散渐减光纤组成的非线性光纤环形镜不仅可压缩高阶光孤子,而且能有效地消除压缩后脉冲的底座、提高光脉冲的输出能量.研究表明,对于一确定的色散渐减光纤,只要选取不同环形镜长度,即可对不同阶数的高阶孤子进行理想压缩.且孤子阶数越高,所需最佳环形镜长度越短、压缩后光脉冲的峰值强度越大、能量透射率越低.研究同时发现,环形镜的功率分束比存在一最佳值,在此值下所得压缩后的光脉冲不仅具有较大的峰值及能量透射率,且不含底座.     

基于绝热孤子压缩效应的小基座孤子脉冲研究

高重复频率超短光脉冲产生技术是高速光时分复用(OTDM)系统的关键技术之一,而一般的超短脉冲源直接产生的脉冲往往不够窄,因此必须对光脉冲进行压缩后才能满足高速光通信系统的要求。采用360 m长的色散渐减光纤(DDF),成功将从再生锁模光纤激光器(RMLFL)输出的中心波长1546 nm、重复频率10 GHz、脉宽分别为5.40 ps和4.60 ps的光脉冲,绝热压缩为脉宽为1.93 ps和1.71 ps的小基座孤子脉冲,压缩因子分别为2.80和2.69。利用这种绝热孤子压缩方法得到的光脉冲质量较好,可以用于160 Gb/s的光时分复用系统。     

级联单模光纤中初始啁啾对高阶孤子脉冲压缩的影响

采用两段级联单模光纤对高阶孤子脉冲进行压缩。两段光纤具有不同的反常色散值,当高阶孤子脉冲在第一段光纤中获得最大程度压缩时,通过转换色散值不同的光纤,使压缩脉冲继续以高阶孤子的形式在第二段光纤中再次被压缩。每段光纤的长度都进行了优化,使得脉冲在每段光纤中都获得最大程度的压缩。基于非线性薛定谔方程,数值研究了初始啁啾对高阶孤子脉冲压缩的影响。研究结果表明,初始啁啾对高阶孤子脉冲的压缩有重要影响。与无初始啁啾时的情形相比,正的初始啁啾能增强每段光纤中脉冲的压缩效果,降低压缩脉冲的基座能量,而负初始啁啾的影响则相反。随着初始啁啾参量Cp的增大,脉冲在每段光纤中的压缩因子均增加,而基座能量、最优光纤长度均减小。     

压缩平稳重调脉冲的色散渐减光纤的设计

文章根据平稳重调脉冲(SRP)在梳状光纤(CPF)结构中的压缩原理,对色散渐减光纤(DDF)的色散特性进行设计,结果发现该色散渐减光纤的色散特性呈线性递减.对于平稳重调脉冲其压缩比与功率比等于光纤始末两端二阶色散系数的比值.当色散渐减光纤的斜率足够小时,无啁啾基阶孤子可以近似为平稳重调脉冲,当色散渐减光纤的色散斜率较大时,无啁啾基阶孤子不能近似为平稳重调脉冲.当基阶孤子带有与光纤色散斜率成正比的线性啁啾时,脉冲的压缩比与功率比更接近于光纤始末两端二阶色散系数的比值.说明带有线性啁啾的基阶孤子比不带啁啾的基阶孤子更接近于平稳重调脉冲. 关键词： 平稳重调脉冲(SRP) 梳状光纤(CPF) 色散渐减光纤(DDF) 色散递减表达式     

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。     

色散补偿及高阶孤子压缩啁啾光脉冲的理论与实验研究

利用半导体激光器的单模速率方程及超短光脉冲在光纤中传输的非线性薛定谔(NLS)方程，从理论及实验上研究了增益开关DFB半导体激光器出射的啁啾光脉冲在色散补偿光纤(DCF)及色散位移光纤(DSF)中的压缩过程与规律.实验上，从1.55μm增益开关DFB半导体激光器出射的重复频率为2.5GHz、脉冲宽度为53.8ps的光脉冲经色散补偿光纤压缩至12ps,而后利用色散位移光纤中的高阶孤子压缩效应将脉冲压缩至2.5ps.改变色散位移光纤参数及入射光功率后获得最窄光脉冲宽度为2.1ps.理论与实验结果符合. 关键词：     

色散缓变光纤中增益系数的取值对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响

从描述皮秒光脉冲在色散缓变光纤(FSDD)中所满足的非线性Schro¨dinger方程(NLS)出发,数值模拟了高阶皮秒脉冲在增益系数取值不同的色散缓变光纤中的孤子效应压缩,研究分析了增益系数所产生的影响。计算结果表明,对于孤子阶数确定的光脉冲,增益系数有一最佳取值范围,对应于孤子效应压缩的参量———脉冲压缩比有最佳值。讨论了初始啁啾的影响。     

单模光纤中基于暗孤子交叉相位调制的亮脉冲压缩

对单模光纤正群速色散区中基于暗孤子交叉相位调制的亮脉冲压缩进行了定量计算和详细分析，结果表明，亮脉冲的压缩程度与昱孤子相对于亮脉冲的初始峰值功率有关，初始相对峰值功率愈高，亮脉冲的压缩比和压后的峰值功率愈高，同时所需的光纤长度愈短，对于给定的初始条件，光纤长度存在一最佳值，在最佳长度处，压缩后的亮脉冲峰值功率最高，宽度最窄。     

光通信 光传输、通信理论

TN911 2005042986 色散缓变光纤中飞秒高阶孤子脉冲的增强压缩-En- hanced compression of higher order femtosecond soliton in fibers with slowly decreasing dispersion[刊,中]／张书敏 (南开大学物理科学学院,天津(300071)),吕福云…／／光子学报,-2004,33(11),-1360-1363 提出了一种利用孤子绝热放大效应与高阶孤子脉冲压缩效应相结合来压缩飞秒高阶孤子的新方法。通过数值模拟方法证明,采用三阶色散为负的色散缓变光纤压缩高阶孤子,可利用喇曼散射效应与负三阶色散的相互作用,消除正三阶色散对光脉冲压缩产生的不利影响,增加压缩比,提高压缩后光脉冲的质量。研究表明,在色散缓     

Pulse Amplification in Dispersion-Decreasing Fibers with Symbolic Computation

The pulse amplification in the dispersion-decreasing fiber (DDF) isinvestigated via symbolic computation to solve the variable-coefficient higher-order nonlinear Schrödinger equation with the effects of third-order dispersion, self-steepening, and stimulated Raman scattering. The analytic one-soliton solution of this model is obtained with a set of parametricconditions. Based on this solution, the fundamental soliton is shown to be amplified in the DDF. The comparison of the amplitude of pulses for different dispersion profiles of the DDF is also performed through the graphical analysis. The results of this paper would be of certain value to the study of signal amplification and pulse compression.     

非均匀系统中非自治孤子的色散和非线性管理

基于包含自发拉曼散射和外电光调制效应的非自治非线性薛定谔方程,采用简单的变换方法,解析研究了三种非均匀系统中非自治孤子的管理和传输。结果发现,在非均匀的非线性渐增或色散渐减光纤系统中都存在精确的啁啾非自治孤子解,都可以实现孤子的放大和压缩,但具有不同的速度、频移和啁啾特性;而在非均匀的色散和非线性均渐减光纤系统中,可以支持无啁啾的非自治孤子,该孤子具有不变的脉宽和振幅以及振荡衰减的速度,孤子的频移仅由自发拉曼散射决定。同时,数值模拟结果进一步证实在三种非均匀管理系统中都可支持非自治孤子的传输。该研究结果为实际非均匀孤子管理系统中实现孤子的压缩和传输提供了理论依据。     

Enhanced Compression of Fundamental Solitons in Dispersion Decreasing Fibers with Negative Third-order Dispersion Ⅱ. Effects of Fiber Characteristics and Initial Soliton Width

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ ｐｕｌｓｅｓｆｒｏｍｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｆｉｂｅｒｓ[1] (ＤＤＦｓ)ｈａｖｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｉｎｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｅｄｏｐｔｉｃａｌｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓａｔｒａｔｅｓａｓｈｉｇｈａｓ 1Ｔｂｉｔ/ｓ[2 ] ,ｉｎａｌｌ ｏｐｔｉｃａｌｓａｍｐｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｓ[3] ,ａｎｄｉｎｓｕｐｅｒｃｏｎｔｉｎｕｕｍｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ[4] .Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｐｅｄｅｓｔａｌ ｆｒｅｅｐｕｌｓｅｓｏ…     

Enhanced Compression of Fundamental Solitons in Dispersion Decreasing Fibers with Negative Third-order Dispersion Ⅱ. Effects of Fiber Characteristics and Initial Soliton Width

Previous work have shown that the combined effects of negative third-order dispersion (TOD) and Raman self-scattering (RSS) can significantly enhance soliton compression in dispersion decreasing fibers (DDFs). In this paper, the effects of the negative TOD coefficient and the effective amplification of DDF′s on the performance of soliton compression are investigated. It is shown that for a given initial soliton width and a given effective amplification, there exists an optimum value of the negative TOD coefficient of the DDF at which the enhancement in soliton compression is maximum. It is also shown that the compression enhancement saturates when the effective amplification exceeds a certain value, which has been explained as a compromise between the higher-order effects induced increase of the ratio of input to output group-velocity dispersion coefficients of the DDF and the TOD induced non-adiabatic compression characteristics. The dependence of the compression enhancement on the initial soliton width have also be studied and the scheme is found works well for solitons with initial widths less than 3 ps.     

色散缓变光纤中的调制不稳定性分析

研究了色散缓变光纤中调制不稳定效应,得到了增益谱与光纤纵向色散参量的一般关系式.结果表明,色散缓变光纤较常规光纤具有较宽的增益谱.选取色散级变光纤的色散参量可以获得较大的增益带宽.数值模拟显示,利用色散缓变光纤中的调制不稳定性可以产生高重复率的基本孤子脉冲串.     

Stimulated Brillouin scattering in dispersion-decreasing fiber with ultrahigh-speed femtosecond soliton pulse compression

We report that stimulated Brillouin scattering (SBS) in a dispersion-decreasing fiber (DDF) is particularly disadvantageous with ultrahigh-speed femtosecond soliton compression that exceeds 40 GHz. It is important to note that the increase in the longitudinal mode power of a soliton is proportional to the square of the repetition rate. The SBS threshold is determined by the dispersion-decreasing rate of the DDF, rather than its fiber loss. We suppressed the SBS by applying 30-MHz frequency modulation to a mode-locked fiber laser and successfully obtained a stable 40-GHz, 100-fs pulse train.     

Adiabatic Soliton Compresion in an Exponentially Dispersion-Decreasing Fiber Amplifier

ＡｄｉａｂａｔｉｃＳｏｌｉｔｏｎＣｏｍｐｒｅｓｉｏｎｉｎａｎＥｘｐｏｎｅｎｔｉａｌｙＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ┐ＤｅｃｒｅａｓｉｎｇＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒＷＥＮＳｈｕａｎｇｃｈｕｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＰｈｙｓｉｃｓ，ＨｅｎｇｙａｎｇＴｅａｃｈ...     

Fundamental Soliton Compression due to Induced－phase－modulation in the Regime of Normal Group－velocity Dispersion

ＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＳｏｌｉｔｏｎＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｄｕｅｔｏＩｎｄｕｃｅｄ－ｐｈａｓｅ－ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅＲｅｇｉｍｅｏｆＮｏｒｍａｌＧｒｏｕｐ－ｖｅｌｏｃｉｔｙＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎ￥ＸＵＷｅｎｃｈｅｎｇ；ＬＩＵＪｕｎｍｉｎ；ＬＩ...