全光纤多程直接相位调制实现光谱控制技术研究

提出一种对光脉冲直接相位调制进行光谱展宽的方法,对调制深度、调制信号宽度、同步精度和不同调制信号形状对输出光谱的影响进行了数值模拟。模拟结果表明,调制深度越大,调制信号宽度越小,对光谱的展宽效果越明显,单次调制展宽量越大;不同的调制信号宽度对同步精度有不同的要求,调制信号越窄,对同步精度要求越高;相比于抛物线型调制信号,正弦调制信号会带来光谱两侧明显的幅频调制,降低脉冲可压缩性和再压缩信噪比。实验结果与模拟数值结果相符。     

利用线性啁啾光纤光栅进行脉冲压缩的研究

利用光纤－线性啁啾光纤光栅进行光脉冲的压缩,首先讨论了线性啁啾光纤光栅的色散特性,并给出耦合系数为反高斯函数的线性啁啾光纤光栅的色散特性;然后利用此种光纤光栅与正常色散光纤结合进行光脉冲的压缩,通过理论和数值分析,得出一简单设计规则;最后利用此规划设计一个压缩因子为１０的光纤－线性啁啾光纤光栅压缩器。     

全光产生二进制相位调制UWB信号

超宽带(UWB)在未来高速无线接入网和军事领域具有重要的应用价值.光学方法可以克服电子器件处理速率的制约,是产生UWB信号最有前景的方法.提出了基于线性啁啾光栅的全光UWB脉冲调制信号产生系统.对系统中的啁啾光栅进行了设计与仿真,实现了2Gb/s二进制相位调制UWB信号生系统,对产生的信号时域波形与频谱进行了分析.该方...     

啁啾对基于交叉相位调制的脉冲压缩影响研究

研究了啁啾和离散效应对基于交叉相位调制的脉冲压缩影响。结果表明:离散效应会减小脉冲压缩比,而适当地对脉冲进行预啁啾可减小离散效应的影响,增大压缩比,提高压缩质量。     

交叉相位调制所致啁啾的研究

推出了存在光纤损耗时交叉相位调制效应所产生的啁啾的解析表达式 .利用计算机模拟了啁啾演变过程 ,并分析了啁啾与光纤损耗系数、群速度失配的关系 .结果表明 ,啁啾受光纤损耗影响很小 ;受群速度失配影响较大 ;啁啾经过一段光纤演变后趋于稳定 .     

线性啁啾脉冲频谱干涉特性的模拟研究

为了研究宽带脉冲因受外界瞬态扰动而引起的相移随频谱变化的规律,利用啁啾脉冲与扰动在频域上的卷积特性,采取将频谱干涉技术和线性啁啾脉冲相结合,当两束线性啁啾脉冲在频率域相遇时,相同的频谱成分产生干涉,从其干涉图中得到随脉冲频谱变化的相对相移。根据傅里叶变换的频谱干涉技术,对从两束线性啁啾脉冲的频谱干涉图中提取相移进行了数值模拟。结果表明,对假设具有不同类型的相移进行重构,还原出随频谱变化的相位扰动。这一结果对超快光学中的瞬态测量是有帮助的。     

线性源啁啾对孤子脉冲压缩的影响

通过线性源啁啾对孤子脉冲压缩影响的研究,发现泵浦脉冲和孤子脉冲的源啁啾参量地脉冲压缩产生重要影响,且孤子脉冲压缩存在最佳光纤长度。在泵浦功率一定的条件下,选取负啁啾的泵浦脉冲正啁啾的孤子脉冲可以获得高压缩因子的光脉冲;同时选取负啁啾的泵浦脉冲和正啁啾的孤子脉冲易于产生更短的压缩光脉冲。     

线性啁啾光纤光栅局部点加热光谱特性的研究

对线性啁啾光纤光栅（LCFBG）进行局部点加热时,在不同加热温度、加热宽度和加热位置情况下的输出光谱特性进行了研究。通过数值模拟发现,改变栅区局部加热点的温度和宽度,对透射禁带中窄带透射峰的透射率有较为明显的影响,其透射峰的中心波长也将会发生一定的漂移;透射峰的中心波长与栅区局部加热点的位置存在线性对应关系,且透射峰波长变化范围可覆盖整个透射禁带;LCFBG啁啾系数的大小,决定了改变加热位置导致的透射峰波长的调谐速率。基于理论研究结果,以热敏打印头的加热阵列为加热源,对LCFBG栅区进行局部点加热时的输出光谱特性进行了实验研究,得到了重复性和稳定性都较好、可多波长调谐的窄带透射峰。在实验误差范围内,实验结果与数值模拟得到的结论较为一致。     

光谱相位相干直接电场重构法测量飞秒脉冲的适用性问题

分析了现有光谱相位相干直接电场重构法(SPIDER)系统的一个缺点,即需预先估计待测脉冲的特性,来设定合适的系统参数.因而其适用范围受到一定限制,特别是在测量啁啾脉冲时容易出现偏差.实验用SPIDER系统分别测量了钛宝石飞秒激光器输出的脉冲及其经BK7玻璃块展宽得到的啁啾脉冲,测得啁啾脉冲的宽度为295 fs,作剪切量修正后测得脉宽为322 fs,后者更接近理论预期的313 fs.这表明SPIDER系统测量啁啾脉冲时,如果色散器提供的色散量不够大,会出现一定程度的偏差.通过补充记录两个和频脉冲的光谱,修正实际的剪切量,可有效减小误差,但问题仍未完全解决.     

交叉相位调制产生调制不稳定性的基态增益谱

在考虑光纤损耗的情况下,从非线性薛定谔方程出发,推出了交叉相位调制（ＸＰＭ）所致财制不稳定性（Ｍ）的基态增益谱。研究结果表明,ＸＰＭ产生的ＭＩ不仅在光纤反常色散区可以产生,而且在正常色散区也可以产生;光纤损耗不仅影响增益谱的下降,而且影响增益范围减小。     

振幅调制连续光产生高功率超短脉冲串的研究

高功率超短脉冲串需求广泛,但是有限的平均功率和能量的低利用率限制了超短脉冲串的应用。基于不同于锁模机制的非线性孤子效应,利用振幅调制连续光抽运,数值模拟了光纤中高功率超短脉冲串的稳定产生。分别研究各输入参数如抽运功率、调制深度、调制频率以及光纤参数包括非线性系数、群速度色散系数等对高功率超短脉冲串输出特性的影响规律。为了综合考量各参数对抽运效率的影响,以利于光纤参数和调制参数的选择,引入了归一化调制频率。研究结果表明:选择具有小非线性及较大群速度色散的光纤,适当增加调制频率和调制深度,都可以在保证高平均功率输出的同时获得相对高的抽运效率,而较小抽运功率则有利于能量提取。     

线性啁啾相位掩模的研制

利用严格耦合波理论分析了线性啁啾相位掩模的衍射特性,得到只有当相位掩模的占宽比在0.37～0.50之间,槽形深度在242～270 nm之间时,才能保证零级衍射效率小于2%.同时正负一级的衍射效率大于35%.在此基础上,利用全息一离子束刻蚀和反应离子柬刻蚀相结合的新方法,制作了中心周期为1000 nm,啁啾率1 nm/mm,有效面积为100 mmX10 mm的线性啁啾相位掩模.发现先用短时间Ar离子束刻蚀对光刻胶光栅掩模槽形进行修正,然后采用CHF3反应离子束刻蚀,能得到更合适的占宽比,从而确定了刻蚀新工艺.实验测量表明其零级衍射效率小于2%,正负一级衍射效率大于35%,最大非线性系数为1.6%.理论分析表明该相位掩模能够满足制作线性啁啾光纤光栅的需要.     

线性啁啾光纤光栅色散补偿器的特性与设计

线性啁啾光纤光栅可用于光纤色散的补偿,本文用数值方法研究了这类色散补偿器的平均色散、时延波动、反射带宽和反射率等重要特性与光栅长度、啁啾系数、耦合系数等参数的关系,并简要讨论了光栅特性受不同变迹的影响。     

干涉型光纤水听器相位载波调制及解调方案研究

本概述了Ｍａｃｈ－Ｚｅｈｎｄｅｒ干涉型光纤水听器两种不同的相位载波调制（ＰＧＣ）原理，着重分析了在直接调制半导体激光器实现相位载波的信号解调技术中伴生调幅的影响及解决办法，指出采用直接调制光源实现相位载波技术是将来构成全光纤干涉型水听器系统的优选方案。     

光子晶体光纤中基于交叉相位调制的脉冲压缩

为了研究飞秒双脉冲在光子晶体光纤不同色散区的非线性传输过程,采用分步傅里叶方法求解耦合的非线性薜定谔方程组,并进行了理论分析。讨论了不同抽运功率、不同抽运脉冲啁啾参量以及不同脉宽比对信号脉冲压缩的影响。结果表明,基于交叉相位调制效应,弱信号脉冲不仅能够被压缩,而且光纤存在最佳压缩长度。增大抽运脉冲输入功率,选取正啁啾抽运脉冲,可以得到更大的信号脉冲压缩因子,同时最佳光纤长度减小。另外,不同的脉冲宽度对信号脉冲的压缩产生大的影响,较窄脉宽的抽运脉冲易于产生较短的压缩信号脉冲。这一结果对用光子晶体光纤压缩弱信号脉冲提供了理论参考。     

振幅采样结合相位采样的线性啁啾光纤光栅理论与实验研究

为了增加可调谐光纤激光器的调谐带宽,需要一种具有大信道间隔、大的总带宽、各信道的峰值反射率在带内保持均匀而在带外迅速下降的多信道滤波器.提出了一种基于光纤光栅大信道间隔的多信道滤波器实现方法,采用了振幅采样结合相位采样的线性啁啾光纤光栅,基于矩形函数的采样形式,不需要作单个采样的切趾.用所提出方法可以实现一块模板设计任意信道间隔的光纤光栅.通过理论和实验结果的对比,该设计方法得到很好的验证.     

自相位调制对超短脉冲在准周期Fibonacci光学超晶格中传输的影响

从准周期Fibonacci超晶格的结构特点和超短脉冲的传输特性出发,分析了超短脉冲在Fibonacci超晶格中传输时,自相位调制对脉冲频谱的调制,同时考虑了由SPM造成的频率啁啾对脉冲特性的影响,发现SPM对脉冲特性影响很大,它不但使脉冲频谱展宽,而且限制超晶格的总体长度及基本单元的结构。     

五阶非线性下不同形状脉冲对的交叉相位调制

为了探讨光纤中五阶非线性下不同形状光脉冲对的交叉相位调制特性,从包含五阶非线性效应的扩展耦合非线性薛定谔方程组出发,导出了不同形状光脉冲对的非线性相移和频率啁啾公式。计算并比较了它们的相移、啁啾和功率频谱。结果表明,较强的负五阶非线性对相移、啁啾和频谱曲线中心附近的形状有较大的影响,而正五阶(较弱的负五阶)非线性则只使相移和啁啾量增大(减小),使频谱变宽(变窄)、谱峰变多(变少)。孤子对和高斯对的谱形相似,随五阶非线性系数的不同,能量最强的谱峰可能在中央附近也可能在最边缘处。各阶超高斯对的谱形也相似,但能量大部分集中在中央峰处。研究对光脉冲压缩、光开关器件和光纤通信系统性能的提高等有一定的意义。     

线性相位余弦调制滤波器组研究

图像子带编码要求滤波器组具有线性相位特性，非线性相位特性可对图像编译码带来影响。现研究了一种具有线性相位的最大抽取FIR余弦调制滤波器组，该滤波器组中每一个滤波器都具有线性相位，且由原型滤波器经余弦序列调制得到。经推导这种滤波器组可以设计成具有近似准确重构（NPR）特性或准确重构（PR）特性，文中分别给出了两种情况下滤波器组应满足的条件。通过对一幅图像的二维可分离滤波实验说明了当原型滤波器满足一定条件时滤波器组是准确重构的。