超短激光脉冲在等离子体中的分裂以及类孤子结构的形成

用一维粒子模拟研究了超短脉冲在等离子体中传播时产生的光孤子结构以及由此形成的脉冲分裂现象，比较了不同峰值强度和脉冲宽度对形成光孤子以及脉冲传播方式的影响.研究表明: 脉冲宽度在若干个到十几个振荡周期的超短脉冲在等离子体中可能形成高速传播的光孤子；脉冲宽度增加和强度增大两种方式都可以使得孤子结构的传播速度减慢,且由于高阶孤子的衰变使得初始激光脉冲在等离子体中发生分裂，形成两个以不同速度向前传播的孤子结构.由孤子阶数的理论计算可较好地预言激光脉冲在等离子体中分裂的子脉冲数. 关键词： 光孤子 超短激光脉冲 等离子体 粒子模拟     

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.     

光脉冲在标准单模光纤中演化形成孤子的实验研究

利用二次谐波频率分辨光学门脉冲分析仪从实验上分析研究了具有啁啾的10 GHz光脉冲在不同输入功率下演化形成孤子的规律和特点。实验发现:输入脉冲在光纤中传输3.5个色散长度时,其时间宽度、频率啁啾和时间带宽积都随着输入功率的增加而减小。当输入功率大于一阶孤子功率的理论值时,光脉冲能够演化形成孤子;脉冲在随后传输过程中其宽度基本保持不变,波形、频率啁啾和时间带宽积仍随着传输距离的变化而变化;输入功率越高,形成的一阶孤子脉冲的宽度越窄。当输入功率小于一阶孤子功率的理论值时,输出脉冲的时间宽度随着传输距离的增加而增加,频率啁啾随着传输距离的增加而减小,光脉冲不能演化形成孤子。     

有限宽度布拉格原子层中光子囚禁与移动孤子的研究

研究二能级原子层宽度对一维共振吸收布拉格反射镜中自感应透明光孤子形成的影响.结果表明：在有限宽度的二能级原子层中仍可激发稳定的移动孤子，其激发条件对原子层宽度依赖不大；然而静止孤子的存在条件却敏感地依赖于原子层的宽度，二能级原子层宽度只有小于某一特定值时，光脉冲才能演化成静止孤子. 关键词： 有限宽度 周期结构 移动孤子 静止孤子     

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.     

部分空间相干部分光谱相干厄米-高斯脉冲电磁光束的偏振特性

基于非稳态场的相干理论,对部分空间相干部分光谱相干二维厄米-高斯脉冲电磁光束在自由空间传输时的偏振特性做了详细的数值研究.结果表明,脉冲电磁光束的偏振度分布由光束阶数、光束的空间相关长度、时间相干长度和场点位置等因素共同决定.研究表明,当空间相关长度趋于零或无穷大时,轴上点偏振度趋于一固定值,与光束阶数和场点位置无关....     

强双折射光纤中暗孤子的传输特性研究

从光纤双折射参量、背景光宽度、孤子脉冲宽度三方面探讨暗孤子在双折射光纤中远距离传输特性研究表明:相对于亮孤子,暗孤子对光纤双折射的自适应能力较弱;背景光宽度越大,暗脉冲与背景光对比度越好,暗孤子越能保持原来黑孤子状态;暗孤子脉冲宽度越大,偏振脉冲之间的差分群时延越大,诱导的灰孤子震荡结构越明显,越不利于暗孤子远距离传输.     

掺杂光纤中Peregrine孤子的产生和传输

基于光脉冲在掺杂光纤中的传输模型,采用分步傅里叶方法对Peregrine孤子在掺杂光纤中的产生和传输进行数值研究。基于Peregrine孤子解,讨论Peregrine孤子在掺杂光纤中的产生和传输;提取Peregrine孤子的峰值脉冲,消去背景波,研究高峰值脉冲的传输特性。结果表明,Peregrine孤子在掺杂光纤中传输时,会激发产生一个在时间和空间上都局域化的高峰值单脉冲,随后迅速分裂产生多个子脉冲;小信号增益越大,饱和能量越高,脉冲峰值强度越强,脉宽越小,激发产生的子脉冲空间间隔也不断减小;消去高峰值脉冲的背景波后,脉冲在掺杂光纤中可以稳定传输,脉宽呈呼吸式周期变化,脉冲强度呈周期性振荡,且脉冲强度的平均值不断增加。     

掺铒光纤环镜中超短光孤子的放大与压缩I．基本原理

用常规掺铒光纤放大器放大超短光孤子存在一个重大困难。就是在放大过程中光纤非线性效应会引起孤子波形及频谱畸变，使得输出脉冲不再具有孤子特性，从而影响系统性能。提出一种利用掺铒光纤环镜放大超短光孤子的新方法，数值计算表明，该方法不仅可实现无畸变的光孤子放大，而且能同时实现孤子宽度的有效压缩。当宽度为2ps的基阶孤子经过长度为92．6m、增益为14．4dB的环镜后，其峰值功率被放大165倍，脉冲宽度被压缩到0．19ps，时间一带宽积为0．303。脉座能量仅占整个脉冲能量的3．8％，表明由环镜输出的放大脉冲很大程度上具有基阶孤子特性。     

在反常色散区艾里脉冲与光孤子相互作用规律的研究

本文采用分步傅里叶法,研究了在反常色散区孤子和艾里脉冲相互作用的规律,并且对相互作用后的孤子和艾里脉冲各自的强度、时域和时移进行了MATLAB仿真.通过仿真发现光孤子和艾里脉冲在光纤中相互重叠时,交叉相位调制(XPM)就会建立并且这种调制会影响孤子和艾里脉冲的性质.在相互作用过程中,孤子的形状保持不变,但是受到艾里脉冲自加速特性的影响孤子会发生偏移.艾里脉冲受XPM的影响会转化为孤子,传播方向也会发生偏移.可见,XPM使得艾里脉冲和孤子各自的性质都相互影响着对方.艾里脉冲和孤子的时域也会受到XPM的影响,使得原本不相同的脉冲形状都转变为含有一个主峰和一个次峰的相似结构,并且主峰和次峰的位置和脉冲宽度也大致相同,这也是艾里脉冲能够转换为孤子的一个依据.另外本文还模拟了不同输入强度r下的孤子和艾里脉冲的变化情况,模拟发现不管是艾里脉冲还是孤子时移都随着输入强度r的增大而增大,并且它们的变化趋势都是一样的,同时模拟还发现在相同的的r值下,时移也会随着a值的增大而增大.     

光纤中基于拉曼放大与脉冲压缩的超短光孤子产生

提出一种在单模光纤负群速色散枢由弱脉冲产生高强度超短光孤子的新方法。     

5GHz的16.2ps超短光脉冲的产生

对采用法布里－珀罗腔和正常色散光纤联合消啁啾进行了理论和实验上的研究，实验得到啁啾小于孤子形成临界值，重复频率为５ＧＨｚ、脉宽为１６．２ｐｓ的超短光脉冲，并对消啁呼后的超短光脉冲进行了孤子传输实施。     

Multi-soliton generation with extremely narrow free spectrum range for multiplexed sensors via optical network

We propose a new system of multiplexer sensors using the localized soliton pulse generated by a microring resonator in optical networks. A large bandwidth signal is generated by a soliton pulse propagating within the microring resonator, which is allowed to form the multiplexed sensors. Two forms of soliton pulses are generated and localized, i.e. temporal and spatial solitons. The required soliton pulses with specified wavelengths can be localized and formed the sensing. This is formed by using an optical add/drop multiplexer incorporating in the optical network, where the localized soliton pulses are available for add/drop signals to/from the optical network. The change in physical parameter measured the change in soliton wavelength, which formed the measurement.     

Femtosecond soliton generation induced by intrapulse stimulated Raman scattering in optical fibers

ＦｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｓｏｌｉｔｏｎｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｄｂｙｉｎｔｒａｐｕｌｓｅｓｔｉｍｕｌａｔｅｄＲａｍａｎｓｃａｔｔｅｒｉｎｇｉｎｏｐｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｓＣＡＯＷｅｎｈｕａ；ＬＩＡＯＣｈａｎｇｊｕｎ；ＧＵＯＱｉ；ＺＨＡＮＧＹｏｕ；...     

基于耗散孤子种子的啁啾脉冲光纤放大系统输出特性

以不同滤波器带宽下获得的全正色散光纤激光器耗散孤子作为啁啾脉冲放大(CPA)系统的种子脉冲, 研究了光栅对和光纤展宽器CPA系统输出脉冲的可压缩性. 结果表明, 对于大能量耗散孤子种子脉冲, 当CPA系统采用正色散光纤展宽器时, 光纤群速色散与自相位调制之间的相互作用不仅可抑制耗散孤子脉冲光谱调制的影响, 还可使脉冲在光纤展宽器中自相似演化, 从而可提高CPA输出脉冲的可压缩性. 通过优化光纤展宽器长度, 对于耗散孤子种子源, 采用光纤展宽器的CPA系统输出脉冲可压缩性与主脉冲所占脉冲总能量之比均优于采用光栅对展宽器时的情况.     

Chirped optical pulse propagation in saturating nonlinear media

Using a variational method, we have investigated the propagation characteristics of a chirped optical pulse in anomalously dispersive media possessing saturating nonlinearity. For the special case of uniform loss less media, the dynamics of the temporal width of the pulse is shown to be equivalent to an oscillator of unit mass which is executing its motion under some effective potential well. The potential is examined and four different types of behavior of the pulse width are noticed. The role of saturation parameter and the initial chirp in determining the propagation characteristics have been examined. It is found that, both high value of chirp and saturation are detrimental to stable pulse propagation. Particularly, the effect of chirp becomes severe with the increase in the value of saturation. We have shown that incorporation of saturation in the nonlinearity leads to the existence of bistable soliton. For the case of a lossy medium, net broadening of width takes place over many cycles of oscillation. The net broadening decreases with the increase in the value of saturation.     

非对称光折变全息空间光孤子的存在曲线

证明了在加外电场的光折变晶体中存在非对称全息空间光孤子对，其特征是孤子对中的两个 孤子具有相同的宽度、不同的振幅.给出了这种孤子对的存在曲线，其中存在三个具有不同 特征的区域：对于给定的外加电场来说，当孤子对中两个孤子的入射峰值强度之和与背景光 强度之比足够大或者足够小时，孤子宽度强烈依赖于这个比值，而在此中间的一段区域，孤 子宽度几乎不随这个比值而变化.非对称情况下这个中间区域的范围比对称情况的窄. 关键词： 空间光孤子 光折变非线性光学 全息光栅     

激光脉冲在等离子体中的压缩分裂

通过数值求解一维非线性薛定谔方程,研究了圆偏振入射激光脉冲在初始密度范围为1/4到略低于1倍临界密度的等离子体中的自压缩和分裂现象. 提高等离子体密度和入射激光强度以及减小脉冲宽度可以在更短的传输距离获得有效的激光脉冲压缩,压缩后的脉冲半高宽度可达到初始脉冲半高宽度的1/35,甚至更小. 这种压缩是激光脉冲在等离子体中形成高阶孤子的过程中产生的,可以获得比在稀薄等离子体中更好的压缩比例. 数值计算的结果给出了该情况下激光脉冲在等离子体中自压缩后形成的高阶孤子分裂. 利用一维粒子数值模拟程序(particle-in-cell,PIC)也观察到了脉冲的压缩和分裂现象,得到了与数值计算一致的结果. 关键词： 非线性薛定谔方程 自压缩 脉冲分裂 粒子模拟     

Soliton formation in the propagation of phase-modulated femtosecond pulses through an optical fiber with a cubic nonlinearity

A way of soliton self-formation upon propagation of femtosecond light pulses through an optical fiber with a cubic nonlinearity is described with allowance for the dispersion of the nonlinear response of the medium. For soliton formation to occur, a low-frequency phase modulation of the initial pulse is necessary. Several solitons formed in this way differ in both maximal intensities and group velocities. The duration of an individual soliton may be several (up to ten) times smaller than the initial duration of the input pulse.