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对基于光纤四波混频(FWM)波长转换和色散的慢光实现进行了详细和系统的实验研究.首先,实验测定了高非线性光纤中FWM带宽约为40 nm,从而确定了慢光的可调谐带宽;接着,在普通单模光纤和色散补偿光纤(DCF)中针对500 MHz正弦信号和100 ps短脉冲信号分别实现了34和198 ns的脉冲延迟,在DCF中还实现了209 ns的脉冲提前.讨论了增大延迟量的方法,指出随着宽带FWM波长转换的实现和大色散光纤的应用有望获得微秒量级的大延迟量,从而为高性能光纤延迟线和全光缓存器等应用提供支持.
关键词:
慢光
四波混频
色散 相似文献
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基于四波混频的反斯托克斯变换, 被广泛应用于短波辐射高分辨率成像以及直接激发分子的电子跃迁等方面. 为了实现更加高效的反斯托克斯变换, 利用中心波长为810 nm脉冲宽度为120 fs的钛蓝宝石(Ti: sapphire)飞秒激光器作为抽运光源, 在长度为0.5 m和3 m的光子晶体光纤中分别实现了高阶模和基膜的简并四波混频. 实验中, 采用的光子晶体光纤的零色散波长在820 nm附近. 在基模相位匹配条件下, 在560 nm附近实现了高效地反斯托克斯信号的产生, 反斯托克斯信号与残余抽运信号的最大功率比为33:1; 反斯托克斯信号和斯托克斯信号的最大功率比25:1; 反斯托克斯信号最大功率转换效率Pa/Pp0为34%. 抽运波长从790 nm逐渐增加到810 nm过程中, 在长为3 m的光子晶体光纤中相位从不匹配状态转化为高阶模匹配状态后, 再转化为基模匹配状态. 通过实验研究得出了相位匹配程度随抽运功率、波长和光纤长度的变化规律, 同时分析了造成理论计算与实验结果存在差异的主要因素. 本文为研究在光子晶体光纤基模中实现相位匹配和产生高效反斯托克斯信号提供了理论和实验依据. 相似文献
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组播是波长路由光通信网络中的一项重要功能.提出并实验实现了基于高非线性光纤四波混频效应的全光组播方法,将一束载有数据的输入信号光和一束抽运光一起入射到一段高非线性光纤中,通过两个简并四波混频过程产生了两个携带该数据信息的闲频光,从而实现了单一信号的两信道组播,同时抽运光也会受到数据信息的调制.该方法的优点在于组播的实现只需要单一的抽运光源,而不需要再提供其他输入光,结构简单,组播光信号功率均匀、波长可调,并且具有进一步增加组播信道的能力.
关键词:
组播
四波混频
高非线性光纤 相似文献
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采用可以减小纤芯面积的小气孔设计方案巧妙设计并成功拉制了一根高非线性的单零色散微结构光纤.利用有限元法模拟并计算得到了该光纤的基模有效折射率、色散系数和非线性系数等基本属性随波长的变化关系,然后利用四波混频的有效相位失配方程模拟了其相位失配曲线.模拟表明,在该光纤中可以同时发生两组四波混频.在位于微结构光纤的正常色散区的0.800,0.810和0.820μm三个波长处,分别采用不同的功率抽运,在实验上都非常明显地观察到了分列于抽运波长两侧的四个增益波带的产生.经与相位失配曲线比较,发现它们满足相位匹配条件,从而证明了两组四波混频过程的同时发生.实验结果与理论预言符合得很好.发生在正常色散区的四波混频效应的产生可归结于负的四阶色散对相位匹配过程的贡献.本文研究可对微结构光纤的结构设计和基于四波混频的多波长转移技术的发展提供经验与借鉴,同时也对非常见波段激光器和宽带光源的开发具有参考意义. 相似文献
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利用飞秒激光脉冲在长度为10cm,包层具有大空气比的双折射微结构光纤中通过高阶模相位 匹配的四波混频获得了波长可调谐的反斯托克斯波.实验中脉冲宽度为35fs,中心波长820nm ,单脉冲能量4nJ的飞秒激光脉冲耦合到长轴直径为5μm,短轴为46μm的双折射微结构光 纤中.在高阶模传输情况下,通过调制耦合光的偏振方向,获得了具有不同中心波长的反斯 托克斯波.通过对比分析,讨论了输入光的偏振态对双折射微结构光纤中高阶模式下四波混 频效应的影响情况.理论计算分析很好的解释了实验结果.
关键词:
微结构光纤
飞秒脉冲激光
四波混频 相似文献
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Enhancement of multiple four-wave mixing via cascaded fibers with discrete dispersion decreasing 下载免费PDF全文
Cascaded fiber geometry with the dispersion of each fiber decreasing is proposed to enhance the multiple four-wave mixing(FWM) generation. The first fiber with relatively large dispersion initiates and accelerates the expansion of multiple FWM, and the second fiber with small dispersion would allow the phase-matching process(thus the spectrum broadening)to keep going. Numerical and experimental results show that with this geometry not only multiple FWM expansion can be accelerated, but also the efficiency of multiple FWM products can be effectively improved with shorter fibers. 相似文献
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The generation of two idler waves inside a high birefringent (HiBi) optical fiber through three four-wave mixing (FWM) processes is studied theoretically. The coupled-equations for the field amplitudes are derived and analytically solved, in the co-polarized and orthogonal polarization schemes. The obtained solutions take into account the delayed Raman response of the medium. The polarization sensitivity of the generation of the idler waves is analyzed. Results show that the stimulated Raman scattering does not change the efficiency of the idler wave generation in the co-polarized scheme, whereas in the orthogonal polarization scheme that nonlinear process decreases the efficiency of the four-wave mixing processes. Results also show that this set of multiple four-wave mixing processes is physically quite different from the typical single or dual pump four-wave mixing configurations. Findings show that the power transfer from the pumps to the idler fields can lead to a monotonous growth, or a periodic evolution of the sidebands along the fiber. Results show that the process efficiency varies greatly with the angle between the two pump polarizations. 相似文献
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为了实现高速信号的降速处理,设计并通过实验演示了一种高速全光串-并转换系统。在方案中,利用时钟脉冲自身的频谱宽度和光纤中四波混频的高速响应特性,可以从一个光分频时钟脉冲出发,利用光纤中群速度色散(GVD)致脉冲展宽效应,把一个重复频率为10 GHz的时钟窄脉冲在时域上展宽,并通过光纤中的四波混频过程,将一路40 Gb/s 的归零(RZ)码信号转换成为4路10 Gb/s信号,完成串-并转换功能。该方案响应速率高,对波长和码率透明,并具有很大的转换路数可拓展性。 相似文献
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Thomas Gottschall Tobias Meyer Martin Baumgartl Cesar Jauregui Michael Schmitt Jürgen Popp Jens Limpert Andreas Tünnermann 《Laser \u0026amp; Photonics Reviews》2015,9(5):435-451
During the past decade coherent anti‐Stokes Raman scattering (CARS) microscopy has evolved to one of the most powerful imaging techniques in the biomedical sciences, enabling the label‐free visualization of the chemical composition of tissue in vivo in real time. While the acquisition of high‐contrast images of single cells up to large tissue sections enables a wide range of medical applications from routine diagnostics to surgical guidance, to date CARS imaging is employed in fundamental research only, essentially because the synchronized multiple wavelength pulsed laser sources required for CARS microscopy are large, expensive and require regular maintenance. Laser sources based on optical fibers can overcome these limitations combining highest efficiency and peak powers with an excellent spatial beam profile and thermal stability. In this review we summarize the different fiber‐based approaches for laser sources dedicated to coherent Raman imaging, in particular active fiber technology and passive fiber‐based frequency conversion processes, i.e. supercontinuum generation, soliton self‐frequency shift and four‐wave mixing. We re‐evaluate the ideal laser parameters for CARS imaging and discuss the suitability of different laser concepts for turn‐key operation required for routine application in clinics.
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Broadband tunable Raman soliton self-frequency shift to mid-infrared band in a highly birefringent microstructure fiber 下载免费PDF全文
Raman soliton self-frequency shifted to mid-infrared band(λ 2 μm) has been achieved in an air-silica microstructure fiber(MF). The MF used in our experiment has an elliptical core with diameters of 1.08 and 2.48 μm for fast and slow axis. Numerical simulation shows that each fundamental orthogonal polarization mode has two wide-spaced λZDW and theλZDW pairs located at 701/2110 nm and 755/2498 nm along the fast and slow axis, respectively. Using 810-nm Ti:sapphire femtosecond laser as pump, when the output power varies from 0.3 to 0.5 W, the furthest red-shift Raman solitons in both fast and slow axis shift from near-infrared band to mid-infrared band, reaching as far as 2030 and 2261 nm. Also, midinfrared Raman solitons can always be generated for pump wavelength longer than 790 nm if output pump power reaches0.5 W. Specifically, with pump power at 0.5 W, the mid-infrared soliton in slow axis shifts from 2001 to 2261 nm when the pump changes from 790 nm to 810 nm. This means only a 20 nm change of pump results in 260 nm tunability of a mid-infrared soliton. 相似文献
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基于三阶非线性Kerr效应在光纤中产生非线性现象的理论,利用零色散位移光纤中的自发四波混频通过两种实验装置产生了纠缠光子:一种是采用脉冲光抽运由光纤构成的Sagnac光纤环;另一种是采用脉冲光直接抽运一段光纤.通过对不同装置下实验结果的比较,总结了产生高纯度纠缠光子所需的实验条件,并指出了两种装置各自的优缺点.这为研制适用于量子通信的全光纤纠缠光源和单光子源奠定了基础.
关键词:
纠缠光子
光纤
四波混频
量子通信 相似文献
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利用高非线性光纤产生量子关联光子对的实验研究 总被引:2,自引:2,他引:0
光纤中基于三阶(克尔)非线性效应的自发四波混频是制备量子关联光子对的有效方法之一。若采用商售高非线性光纤作为产生光子对的非线性介质,则有利于减小所需光纤的长度,从而缩小实验装置体积并降低对于抽运源的要求。利用脉冲光抽运20m的高非线性光纤产生通讯波段的频率近简并关联光子对,研究了光纤的弱双折射特性对于光子对产生的影响。当抽运光沿高非线性光纤的偏振轴入射时,具有最大的光子对产生效率,且光子对绝大部分与抽运光偏振平行;抽运光沿与光纤偏振轴45°入射时,光子对的产生效率最小,约为最大值的80%。 相似文献
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信号与闲置光子波长均为1550 nm 通信波段的全光纤关联光子对源, 具有低成本以及可与现有光纤网络低损耗连接的特点. 进一步优化其纯度, 将有助于提高这种量子光源的实用化程度.当抽运脉冲光在光纤中传输时, 由于色散和Kerr非线性效应的影响, 会不可避免地引入啁啾. 本文利用脉冲激光抽运零色散位移光纤, 研究了抽运光啁啾对关联光子对纯度的影响. 结果表明, 通信波段小失谐关联光子对的纯度随啁啾的增大而下降. 若采用变换极限的锁模激光为抽运源, 将有助于抑制Raman散射对自发四波混频的影响, 提高光子对的纯度.
关键词:
关联光子对
光纤
自发四波混频
啁啾 相似文献
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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. 相似文献