色散渐减光纤对增益光纤生成的自相似脉冲的优化研究

脉冲在增益光纤中进行自相似演化时,随着能量的放大,增益光纤中的增益饱和能量与增益带宽对脉冲造成的畸变也愈发明显,影响了增益光纤生成的自相似脉冲质量,限制了大能量、高质量的自相似脉冲的获取。本文利用色散渐减光纤（DDF）进一步优化脉冲在增益光纤中的自相似演化进程,在确保获得大能量的同时提高自相似脉冲的质量。论文不仅在理论上解释了DDF对增益光纤生成自相似脉冲进行优化的可行性,而且搭建了相应模型进行仿真验证,并分析了不同类型的DDF对优化效果的影响。结果表明,DDF成功对增益光纤中的自相似脉冲进行优化,其自相似评价因子从0.051 7降低到0.028 6。同时,在对不同色散曲线的DDF的分析中,得出双曲型DDF对自相似脉冲优化后能够产生最佳的压缩脉冲,最终获得峰值功率为1 1034 W、半高全宽为129 fs的低旁瓣超短脉冲。该研究对获取具有大能量、高质量的自相似脉冲具有一定指导意义。     

补偿光纤的参数对自相似脉冲压缩效应的影响

从非线性薛定谔（NLS）方程出发,用数值方法研究了在自相似脉冲压缩技术中反常色散补偿光纤的群速度色散参量(GVD参量)和非线性参量对脉冲压缩效应的影响。结果表明,补偿光纤的GVD参量对压缩因子和脉冲峰值功率的影响是周期性的,随着GVD参量数值的增大,脉冲能量按集中-分散-集中的规律周期性变化,且变化周期逐渐增大,一周期内的能量转移加剧;每次能量集中时,脉宽接近压缩极限。最佳光纤长度随着GVD参量数值的增加而下降,但不受非线性参量的影响。另一方面,非线性参量的增大会降低压缩因子,不利于脉冲压缩。通过优化选择补偿光纤参数,能够接近脉宽压缩极限,提高脉冲压缩质量。     

基于LED反光杯系统的优化研究

在照明系统设计中,接收面的均匀照明以及光能的充分利用一直是光源设计急需解决的问题。目前在LED光源设计领域中,通常采用斯派罗法则分析和微分方程计算的方式进行照明效果优化,这些方式的优化层面较单一,周期长且误差较大。为了加强LED光源系统优化效率,同步提高光源系统的光照均匀度和能量利用率,论文提出了基于光照均匀度评价函数、能量利用率评价函数和综合性评价函数的优化设计算法。运用数值分析方法对单光源系统的反光杯第二面圆锥常数K与曲率半径R进行优化调整,实现整个反光杯光源系统的光照均匀度和能量利用率的同步优化。研究结果表明：利用该文算法优化后的系统比未优化的光源系统光照均匀度提高了14.2%,能量利用率提高了16.75%,与理想值的接近度提升了14.42%,验证了优化方法的可行性。在此基础上,论文进一步研究多光源系统阵列间距对系统光照均匀度和能量利用率的影响,得出光源阵列系统的最优阵列间距,在此间距下的光照均匀度与理想值的接近度为44.84%,能量利用率为88.84%,最终实现了光照均匀度和能量利用率均较好的矩形阵列光源系统。     

受激喇曼散射对自相似脉冲产生的影响

研究了在受激喇曼散射与三阶色散共同作用下,自相似脉冲在具有正常色散的色散渐减光纤中的演化情况.结果表明:在同一个传输距离上,当考虑受激喇曼散射与三阶色散的共同影响时,脉冲中心的不对称特性相对好转;产生中心漂移与边缘振荡较只有三阶色散作用时要减弱,啁啾仍然具有很强的线性特性,但是线性范围减小,导致频谱的窄化以及对接下来自相似脉冲的压缩产生了不利影响;而且光纤长度的延长并没有起到展宽啁啾线性范围的效果,反而导致严重的啁啾非线性;因此对脉冲进行压缩后,压缩脉冲质量较不考虑受激喇曼散射时要差.     

色散渐减光纤中产生优质自相似脉冲的研究

从非线性薛定萼谔(NLS)方程出发,介绍了色散渐减光纤中抛物线脉冲的自相似传输原理以及输出的自相似脉冲的特性.研究不同的g0(色散增益系数)、不同时域包络的初始输入脉冲、不同的初始脉宽对自相似脉冲产生的影响,利用数值模拟结果对色散渐减光纤中影响自相似脉冲形成的参量进行分析,为在色散渐减光纤中产生高质量自相似脉冲的优化设计提供理论依据,发现输入具有较大g0和T0的双曲正割脉冲可以在较短的光纤长度上就获得高功率、强线性啁啾和宽频谱的抛物线型自相似脉冲,同时对自相似脉冲进行补偿时,所需的补偿光纤长度明显缩小,且可得到80fs量级的高质量压缩脉冲.     

基于啁啾补偿的自相似脉冲压缩光栅对的设计

为了获取优质的超短脉冲光源,文章将自相似脉冲与光栅对结合,通过数值模拟方法详细分析了自相似脉冲的演化和压缩过程.首先将半高全宽(FWHM)为1 ps、能量为45 pJ的高斯脉冲入射到色散渐减光纤中,产生具有强线性啁啾的自相似脉冲,然后利用光栅对对自相似脉冲进行啁啾补偿压缩,最终得到FWHM为80 fs、峰值功率为507...     

色散渐减光纤中自相似脉冲传输区域的研究

从非线性薛定谔(NLS)方程出发,用分步傅里叶方法结合对数值解的波形分析,确定了色散渐减光纤(DDF)中能实现自相似脉冲传输的区域,并研究了初始脉冲和光纤参数对自相似区域和演化速度的影响。结果表明,初始脉冲能量的减小有利于扩宽自相似区域,但会使自相似演化进程略为减慢;初始脉宽有一个最佳值,在最佳值上自相似区域最宽,演化较快且输出脉冲和啁啾较为稳定;高斯脉冲比双曲正割脉冲更快转化为自相似脉冲,传输区域也更广。选择具有较小非线性参量的DDF可以获得较广的自相似区域,同时非线性参量的增大可以加快自相似演化,而群速度色散参量和增益系数必须选择在最佳值附近,才能获得最大自相似区域和最快演化速度。     

光纤中自相似脉冲研究进展

概述了光纤中自相似脉冲的最新理论与实验研究结果。对稀土元素掺杂光纤放大器、拉曼光纤放大器、光纤激光器、色散渐减光纤中自相似渐进形脉冲的演化特性作了深入细致的描述。并在此基础上对自相似脉冲在光纤通信中的应用作了介绍。展望了自相似脉冲在光纤中的应用前景,并指出了目前研究中有待解决的问题。     

超高斯型色散渐减光纤中脉冲的传输特性分析

为了研究超高斯脉冲在具有不同陡峭程度的超高斯型色散渐减光纤中的传输特性，采用了非线性薛定谔方程和分步傅里叶变换的方法，数值模拟了超高斯脉冲在超高斯型色散渐减光纤中的演化规律。在反常色散区考虑色散和非线性效应的情况下，对超高斯脉冲的阐述特性进行了时域和频域上的理论分析与实验验证。结果表明，陡峭程度m=4时, 超高斯型色散渐减光纤的传输特性最好。此研究对超高斯型色散渐减光纤中脉冲的传输特性分析是有帮助的。     

基于啁啾补偿技术的自相似脉冲压缩光纤设计

为了获得高功率优质的超短脉冲光源,利用色散渐增光纤产生的强线性啁啾对自相似脉冲进行了啁啾补偿光纤设计.首先利用色散补偿光纤得到了半峰全宽为52.6fs、峰值功率为684.5W的超短脉冲输出.在此基础上研究了色散渐增的补偿光纤设计,讨论了色散线性渐增光纤和色散指数渐增光纤对自相似脉冲的压缩影响.当色散渐增系数取1km-1...