光纤通信系统中基于光学相位共轭和预啁啾的色散及非线性补偿研究

采用光学相位共轭补偿光纤通信系统的色散及非线性必须满足一个前提条件,即相位共轭器两边线路上的色散和非线性分布(或传输功率分布)必须严格对称,这在现有的一般传输线路（标准单模光纤加集总掺铒光纤放大器）难以实现。提出了预啁啾结合中距相位共轭的补偿方案,并进行了数值计算。结果表明,通过在发送端对输入脉冲进行预啁啾展宽,可有效地减轻非线性效应与色散的相互作用,获得理想的补偿效果;对于皮秒超短光脉冲传输,脉冲内拉曼散射相对于三阶色散对补偿结果的影响很小,因此,频域相位共轭相对于时域相位共轭具有更好的综合补偿性能。该方案简单易行,无需对已敷设好的线路作较大改动。     

分布式光纤中的稳健时间延迟估计方法

在分布式光纤传感系统定位中,传统时延估计算法常由于噪声相关性较强而失效。采用一种削弱相关噪声的改进型广义相关法,并针对系统特点,为进一步改善分布式光纤传感定位的准确度与稳定度,提出了一种先对数据按事件信号进行分帧,再采用卡尔曼滤波器对分帧时延估计结果进行跟踪的时延估计方案。系统仿真实验与实际数据测试结果均表明:提出的时延估计方案能够有效抑制强相关性的噪声,提高时延估计的准确度与稳定度。经大量现场测试,本文的方案能够有效地将时延估计误差稳定地控制在0.2个采样间隔以内,能够满足系统实际定位精度要求。     

自相位调制及群速色散对超短脉冲在准周期LiNbO3 Fibonacci超晶格中传输的影响

从LiNbO₃ Fibonacci超晶格的结构特点出发,数值模拟了超短脉冲在LiNbO₃ Fibonacci超晶格内传输过程中,自相位调制及高阶群速色散效应对脉冲形状和频谱的影响．结果表明,超短脉冲在Fibonacci超晶格中传输时,由于自相位调制(SPM)与群速色散(GVD)耦合效应的影响,脉冲形状畸变和频谱展宽均是不对称的,随着晶格长度的增加,脉冲将会发生分裂,以至成为两个独立的子脉冲,同时也会出现脉冲频谱上的分裂. 关键词：     

基于单模光纤的交叉相位调制型频率分辨光学开关超短脉冲测量

利用单模光纤中的光弹效应和交叉相位调制(XPM)效应,提出了一种频率分辨光学开关法测量超短脉冲的新方案.在本方案中,单模光纤的前一部分产生可变延迟,后一部分作为非线性介质产生非线性效应.该方案只需一根单模光纤,无须复杂的光路校准,结构简单,损耗低;光纤中的XPM效应易发生,无须相位匹配.对提出的方案进行了数值模拟,采用基于矩阵的主元素广义投影算法,恢复出待测脉冲的幅度和相位信息,并研究了光纤长度和待测超短脉冲的脉冲宽度对测量结果的影响.结果表明:测量准确度随着光纤长度的增加而提高,选取长度为2 km的光纤,就可以实现对超短脉冲的准确测量;本文方案适用于脉冲宽度不小于80 fs的超短光脉冲的测量.     

High-efficiency focusing grating coupler with optimized ultra-short taper

A novel high-efficiency focusing non-uniform grating coupler is proposed to couple light into or off silicon photonic chips for large-scale silicon photonic integration. This kind of grating coupler decreases the transition length of the linking taper between the grating and the single-mode waveguide by at least 80%. The radian of the grating lines and the size of the taper are optimized to improve the coupling efficiency. An experimental coupling efficiency of ~ 68% at 1556.24 nm is obtained after optimization and the whole size of the grating is 12 μm × 30 μm, with a very short taper transition of ~15 μm long.     

Dynamic Alignment of D2 Enhanced by Two Few-cycle Pulses

利用数值方法求解D2分子刚性转子模型在超短飞秒激光脉冲作用下的薛定谔方程,计算了双原子分子D2在两束固定强度的飞秒激光脉冲作用下,延迟时间对于分子取向的影响.结果表明,只要选取合适的延迟时间,就能很好改善分子取向;保持两束激光强度不变,通过调整两束脉冲的宽度,选择合适的延迟时间能够进一步有效提高D2分子的取向程度.     

Energy Squeeze of Ultrashort Light Pulse by Kerr Nonlinear Photonic Crystals

Self-phase modulation can efficiently shape the spectrum of an optical pulse propagating along an optical material with Kerr nonlinearity. In this work we show that a one-dimensional Kerr nonlinear photonic crystal can impose anomalous spectrum modulation to a high-power ultrashort light pulse. The spectrum component at the photonic band gap edge can be one order of magnitude enhanced in addition to the ordinary spectrum broadening due to self-phase modulation. The enhancement is strictly pinned at the band gap edge by changing the sample length, the intensity or central wavelength of the incident pulse. The phenomenon is attributed to band gap induced enhancement of light-matter interaction.     

超短脉冲强激光与固体靶相互作用中Kα射线的实验研究

在相对论激光强度下，对p偏振30 fs激光与固体Cu靶相互作用中产生的Kα射线进行了实验研究.采用刀边成像技术和单光子计数X射线CCD相结合的探测装置，在单发激光脉冲打靶时同时得到X射线源的尺寸、能谱以及Kα光子的转换效率等多种信息.实验结果与Reich等人的理论计算结果有明显的差异，Kα光子的能量转换效率在激光功率密度为1.6×10¹⁸W/cm²的条件下达到最大值7.08×10^-6/sr.根据这一结果并结合蒙特卡罗程序，推断出在这一聚焦光强下激光能量转换为前向超热电子的效率约为10%.     

飞秒激光脉冲与金属光阴极相互作用

本文从理论上分析了飞秒激光与光阴极相互作用过程，采用双温模型分析了飞秒激光脉冲辐照下金属薄膜的温度效应。通过建立一个简单的光电效应模型，获得了最佳的金属光阴极厚度，通过该模型可以发现，产生的光电流对在飞秒激光脉冲辐照下的电子温度和晶格温度有着很大的依赖关系。