群速度和相速度的微机模拟

本文介绍了作者开发的群速度和相速度微机模拟软件的程序设计和实现．该软件做为演示实验已经取得了良好的效果．     

啁啾高斯光脉冲和群速度色散对带前置放大器光接收机灵敏度的影响研究

研究了啁啾高斯光脉冲信号对带前置放大器光接收机灵敏度的影响,以及群速度色散对光接收机灵敏度恶化量的影响.发现适当选取高斯光脉冲信号的占空比、啁啾分量、光接收机均衡滤波器输出的升余弦频谱波形滚降因子的值可以提高光接收机灵敏度;群速度色散存在时光脉冲的宽度并非越小越好.结果对实际光接收机的分析和设计有一定指导意义.     

双原子正方晶格光子晶体边界模式的光传输特性

利用平面波展开法,发现双原子正方晶格光子晶体中ΓM方向边界面存在着快慢两类边界模式,并且通过计算色散关系和电场分布研究了边界参量对这两类边界模式传输特性的影响.依据两种模式的色散关系,计算了群指数和群速度色散参量,结果表明边界参量的变化对第一类边界模式传输特性的影响较小,该模式的平均群指数始终维持在5.0左右;第二类边界模式与第一类模式明显不同,边界参量的变化能够有效地影响到这种模式的传输特性,该模式的最大平均群指数可达178左右.利用时域有限差分法记录了不同时刻电场强度在边界附近的分布及监测点处的电场幅度变化情况,结果表明,两类模式都能够被限制在边界附近并向前传播,时域有限差分法得到的群速度与平面波展开法的结果完全吻合.     

超光速群速度与信息传输的有效速度

研究了反常色散介质中脉冲形变对超光速群速度的影响,发现即使光脉冲完全不产生形变群速度仍会超过真空中的光速。但波包的群速度并不等同于信号的传输速度,采用信息论方法,定义了信号的有效传输速度,并用于解释WKD(Wang,Kuzmich,Dogariu)实验。通过计算入射光与出射光信号所携带的信息量,发现由于光的波动衍射及光子散粒噪声的影响,出射光所携带的信息量会损失,使得光信号的有效传播速度不会超过真空中的光速。     

与色散介质毗邻的一维半无限光子晶体表面态

运用Bloch定理和传输矩阵方法,研究了与色散介质毗邻的由两种材料组成的半无限一维光子晶体局域表面态的电场和色散关系.和以空气为背景的一维光子晶体相比,毗邻色散介质的光子晶体表面模色散曲线在一定堆积次序下会在较低的带隙中发生断开,较高带隙中的表面模群速度在不同堆积次序下会有很大差异.当与色散介质毗邻的物质折射率较大时,较高带隙中的表面模群速度较小;与色散介质毗邻的物质折射率较小时,较高带隙中表面模的群速度较大.     

光脉冲在Λ-三能级介质中传输的解析分析

通过选取几种特殊的光场形式,简化了光场在Λ-三能级介质中的传输方程,得到了非线性传输方程明确的解析表达式,解析地分析了光场时空演化的物理机理.结果表明,激光脉冲的形状可以由传播方程的群速度或边界条件控制.     

能量速度与相速之间关系的讨论

Brillouin于 1 932年引出了能量传输速度的概念。 1 947年Rytov在波包群速度概念的基础上 ,证明了在无吸收介质中群速度与能量传播速度之间的关系。本文对能量传播速度公式中的平均能量密度及能量平均通量密度用瞬时物理量来代替 ,从而把能量速度的概念推广到包括静电磁场在内的普遍情况。另一方面 ,考虑到电场和磁场是电磁张量的不同分量 ,认为存在这样一种坐标变换 :即原坐标系中有能量速度 ,而在新坐标系中无能量速度。本文具体地找到了这样一种变换 ,且证明了在无吸收介质中上述新旧两个坐标系之间的相对速度就是能量速度。由能量速度与相速之间的关系说明了能量速度是区别于相速、群速的更一般的物理概念。对于它的深入研究有助于了解各种复杂电磁场问题中能量的传输机理     

单模光纤中群速度色散和自相位调制所致啁啾的相互作用关系

通过研究群速度色散(GVD)和自相位调制(SPM)的相互作用,推导出了速度色散(GVD)和自相位调制(SPM)共同作用所致啁啾的解析表达式.研究结果表明,当色散长度LD和非线性长度LNL确定后啁啾随z和T的变化特性完全确定,随着LD/LNL比率的不同,啁啾特性发生了明显变化,通过控制输入功率可实现无啁啾传输,保持脉冲的稳定性.     

高功率超短脉冲激光系统的进展

评述了超高功率亚皮秒脉冲产生的物理基础。峰值功率和照度的增加直接起因于啁啾脉冲放大技术。考查了超短脉冲的产生、展宽、放大和压缩。讨论了发展和设计太瓦－拍瓦激光的方案和一般问题。     

应用相敏光放大器的非零色散位移光纤通信系统中的ISI限制距离研究

本文分析了1.55μm信号波长,采用强度调制/直接检测(IM/DD)方式的单信道级联相敏光放大器(PSA)非零色散位移光纤传输系统的性能.应用非线性薛定谔方程(NLSE),通过对信号传输后眼图劣化度的计算,得到了光纤传输系统的码间干扰(ISI)限制距离.由于PSA的相敏特性,其对光纤色散具有一定的补偿作用,因此级联相敏光放大器光纤通信系统可以实现信号高比特率长距离传输.然而,随着信号速率的提高,对长距离传输,必须减小光纤色散值和PSA的间距.当光纤色散值大到一定程度,要进行信号的高速率传输,就必须附加其它的色散补偿方法.