双折射光子晶体光纤中不同偏振角导致的脉冲俘获

基于耦合非线性薛定谔方程,研究了双折射光子晶体光纤中单个光脉冲的非线性传输.当输入脉冲位于反常色散区且偏振角偏离光纤快轴0°和90°时可观察到脉冲俘获现象,脉冲俘获效率在偏振角为45°时最小,当脉冲的入射角度互余时,小角度的脉冲俘获效率更高.此外,增加输入脉冲功率俘获脉冲能够获得更大的频谱偏移.     

光子晶体光纤特性及其在光器件的应用

光子晶体光纤（PCF）以其独特的光学特性和灵活的设计成为近年来的热门研究课题.文章介绍了光子晶体光纤的分类及导光机理;然后对其特性进行了研究,包括：无截止单模传输、灵活的色度色散、良好的非线性效应和高双折射效应.最后讨论了其在光纤激光器、光纤光栅及超短脉冲、超连续谱等方面的应用.     

飞秒脉冲在双折射光子晶体光纤正常色散区传输时色散波的产生机理及控制

利用自行研制的双折射光子晶体光纤（PCF）进行了30fs脉冲传输实验,首次发现入射脉冲的中心波长位于PCF的正常色散区也可以产生显著的蓝移辐射,蓝移辐射的特征与入射脉冲的偏振化方向有关,入射脉冲沿PCF的慢轴偏振时蓝移辐射中出现了明显的双峰结构,随着初始入射脉冲中心波长的增大蓝移辐射中双峰之间的波长差增大,利用色散波与入射脉冲的相位匹配解释了蓝移辐射产生。当入射脉冲偏振化方向与PCF的X轴夹角45°时,两偏振模之间的交叉相位调制和相干耦合会导致脉冲俘获,使得蓝移辐射向短波方向的移动受到抑制。通过相位匹配条件和入射脉冲偏振化方向的调节可以有效地控制双折射PCF中正常色散区蓝移辐射的产生。     

双折射光子晶体光纤横截面上偏振态的不一致性

利用全矢量特征方程得到光子晶体光纤中的模式特征后,忽略光纤损耗、三阶以上的色散和非线性,研究了高斯脉冲在椭圆孔光子晶体光纤中传输时的矢量演化特性,得到光纤中任意时刻的横向电场分布及两个偏振分量之间的相位关系.在双折射光子晶体光纤同一横截面上,不同位置的两个偏振态分量之间相位差不同,因而总电场的偏振态不一致,光电场和固有双折射引起的偏振态之间的相位差都关于光纤中心对称.     

Compton散射对强双折射光纤矢量调制不稳定性的影响

研究了多光子非线性Compton散射对入射光脉冲在强双折射光纤中传输的影响,给出了光脉冲传输满足的非线性薛定谔方程,讨论了光的偏振方向沿两个双折射轴的分量强度相等时,在正常色散区和反常色散区所产生的调制不稳定性. 结果表明:在不同的色散区,对应不同的功率区域,光脉冲有不同的增益谱,当双折射性质发生变化时,该增益谱比散射前有更加明显的不同.     

啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输的影响

采用广义非线性薛定谔方程描述啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输特性的影响,利用对称分步傅里叶方法通过求解方程,数值计算了有无啁啾情况下相同脉宽和功率、不同入射波长飞秒脉冲在光子晶体光纤中的传输,对比不同色散区飞秒脉冲波形的演化及超连续谱的产生.结果表明,较低功率时,反常色散区和零色散区,初始啁啾对于孤子的快速形成和传输具有重要的作用,而位于正常色散区时,啁啾破坏了脉冲形状,不利于脉冲的传输.反常色散区和正常色散区啁啾有利于频谱的展宽;零色散区,啁啾对频谱展宽影响不明显.较高功率时,频谱展宽主要受功率影响,啁啾对频谱展宽作用不大.这些结论对于脉冲传输和超连续谱系统优化设计和控制具有理论指导意义.     

高双折射光子晶体光纤的特性研究

对高双折射光子晶体光纤的特性进行了分析,用多极法对自行设计的高双折射光子晶体光纤的基模模场、双折射、色散、限制损耗等特性进行了数值模拟计算.这些结果对设计高双折射光子晶体光纤有参考价值.     

高相干度中红外超连续谱光源的研究

选用全波段正常色散As_2S_3光子晶体光纤作为非线性介质来消除反常色散区中孤子分裂引起的调制不稳定性所造成的超连续谱相干特性的恶化问题.利用分步傅里叶法数值模拟超短激光脉冲在全波段正常色散As_2S_3光子晶体光纤中的非线性传输和中红外超连续谱的产生.分析脉宽、传输距离、入射峰值功率和初始啁啾对中红外超连续谱光源的带宽、相干特性和平坦度的影响.通过优化泵浦激光参数和光纤参量,在最佳负啁啾C_p=-4、脉宽为50 fs、中心波长为2 800 nm、入射峰值功率为100 W和光纤长度为20 cm时,获得3 dB带宽高达2 484 nm的中红外超连续谱,且具有良好相干度和平坦度.     

光子晶体光纤反常色散区的频率转换实验研究

利用自制的高非线性光子晶体光纤进行了飞秒激光脉冲传输实验,研究了在不同功率、不同输入波长下高非线性光子晶体光纤的频率转换现象。当输入激光脉冲的中心波长位于光子晶体光纤反常色散区800nm处时,输出光谱向短波方向展宽,其产生的反斯托克斯波强度随输入功率增强逐渐增强;当输入激光脉冲的中心波长在反常色散区不同波长下时,光纤的频率转换效率不同,越接近零色散波长,转换效率越大,当输入脉冲中心波长为760nm时,产生的反斯托克斯波的中心波长为465nm,其强度是抽运波剩余强度的8.1倍,转换效率高达90%。     

一种新型高双折射高非线性的光子晶体光纤特性研究

针对光子晶体光纤高双折射高非线性的应用要求,设计了一种新型结构的光子晶体光纤,在其包层和纤芯位置分别引入大的空气孔和4个呈类矩形排列的小圆.采用全矢量有限元法(FEM)研究了该光纤的双折射、有效模面积、非线性系数及色散特性.数值研究发现,当光纤的包层孔间距为1.0μm时,波长在1.55μm处,双折射为2.45×10~(-2),同时可获得52 W~(-1)km~(-1)的高非线性系数,且该结构在波长0.6~1.8μm范围内可以得到两个零色散点.     

High pulse energy femtosecond large-mode-area photonic crystal fiber laser

A high pulse energy femtosecond fiber laser based on a large-mode-area photonic crystal fiber is demonstrated. A segment of Yb-doped single-polarization large-mode-area photonic crystal fiber with extremely low nonlinearity is explored as gain media of this fiber laser, resulting in intrinsically envi- ronmentally stability. The fiber laser is based on a linear cavity with dispersion compensation free con- figuration, and the stable mode-locking is obtained by a semiconductor saturable absorber mirror （SESAM）. The fiber laser directly generates 2.5 W of average power at a repetition rate of 51.4 MHz, corresponding to a single pulse energy of 50 nJ. The output pulse duration is 4.2 ps, which is dechirped to 410 fs after extracavity dispersion compensation. The nonlinear absorption of SESAM determines the pulse shaping at low output power, while the mode-locking mechanism is under the balance between spectrum broadening from self-phase-modulation and gain filtering at the high output power.     

光纤参数对超连续频谱展宽影响的理论与实验研究

从理论上系统地研究了光纤参数对光纤中超连续（SC）谱展宽的影响,实验研究了光纤零色散波长对SC谱宽度的影响。利用非线性薛定谔方程对光纤中的超连续谱产生过程进行了数值模拟。研究结果表明,在超连续谱的展宽过程中,光纤长度、色散斜率、光纤非线性系数和损耗系数等参数对超连续谱有重要影响。为得到性能优良的超连续谱,必须对光纤参数进行优化。实验上采用三级压缩的增益开关DFB激光器作抽运源,色散位移光纤为非线性介质,获得了重复频率10GHz的SC超短光脉冲。研究结果为进一步优化超连续谱的性能奠定了基础。     

基于特种光纤的级联组合产生超连续SC 谱

提出一种在光纤中产生超连续谱的方法．该方法基于色散缓变光纤和正常色散平坦光纤的级联组合，所产生的平坦超连续(SC)谱带宽可达到240nm．     

光子晶体光纤中高阶色散对脉冲俘获的影响

基于耦合非线性薛定谔方程,通过数值模拟,研究了光子晶体光纤中高阶色散对脉冲俘获的影响。研究表明．三阶色散对脉冲俘获起着显著的作用。这一结论,对研究提高基于光子晶体光纤中脉冲俘获的超高速光开关的特性具有重要意义．     

非线性全矢量有限元模型及其应用

推导并建立了基于混合棱边/节点元的非线性全矢量有限元模型,提供了相应的迭代过程以获得强光注入下的稳定解,并利用该模型分别分析了非线性单模光纤和高非线性光子晶体光纤在线性状态和强光注入下的色散特性,数值结果与已发表的文献结论吻合良好,证明了所建立模型的准确性和有效性.     

飞秒脉冲在磷酸二氢钾晶体中的色散特性

探讨飞秒脉冲在单轴晶体中的色散特性,根据主轴折射率色散方程,在不考虑晶体吸收及其他非线性作用的情况下,研究飞秒脉冲在磷酸二氢钾（monopotassium phosphate,KDP）晶体中的色散特性.由于晶体的色散,入射飞秒脉冲中不同频率的光波在晶体中传播时会引起不同的相位变化,从而改变出射脉冲的波形.通过数值计算得到飞秒脉冲在晶体中的传输特性,发现输出脉冲的脉宽、光强、展宽会随输入脉冲的中心波长、晶体的长度及脉冲光波的偏振方式等因素的变化而变化.所得到的结果,对于倍频研究、脉冲整形以及光学晶体器件的研发等具有一定的参考价值.     

光子晶体光纤及其激光器

光子晶体光纤(PCF)与普通光纤相比有其优秀的特性，如单模特性、色散特性以及非线性特性等。简述了光子晶体光纤的基本结构及其优点，并介绍了利用光子晶体光纤制作光子晶体光纤激光器及大功率光纤激光器方面的进展。     

非线性Schrdinger 方程在光纤通讯中的应用(英文)

综述了非线性Ｓｃｈｒ¨ｏｄｉｎｇｅｒ 方程在光纤通讯系统中的一些应用，主要内容有：１） 光纤中Ｎ孤子相互作用；２） 光纤中的脉冲传播；３） 在色散移位光纤中的飞秒孤子孤子相互作用；４） 强耦合非线性参数孤波；５） 光纤中有限带宽孤子传播的高阶效应；６） 用非线性环形反射镜对有限带宽孤子传输中的噪声积累进行抑制。     

色散缓变全内反射光子晶体中孤子传输的等价增益

从非线性薛定谔方程出发,导出了Compton散射下全内反射光子晶体光纤中色散缓变管理孤子脉冲传输的准非线性薛定谔方程.数值模拟结果显示:耦合光能使孤子脉冲比散射前有更大的压缩效应,更剧烈振荡效应,更严重的偏离孤子形态效应.为保持孤子形态传输,应尽量避免Compton散射发生.