基于單模光纖的超短光脈沖放大研究.pdf

1、本文首先介紹了常規(guī)光纖的相關(guān)理論。從電磁波的麥克斯韋方程組出發(fā)，推導(dǎo)出光脈沖在光纖中的傳播方程，對(duì)光脈沖在光纖中傳播的各種因素和情況進(jìn)行了分析；給出了摻鉺光纖放大器以及拉曼放大效應(yīng)的數(shù)值模型，并利用分步傅立葉方法，對(duì)其進(jìn)行了求解驗(yàn)證。 系統(tǒng)地綜述了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)展很快的光纖脈沖放大的方法、原理及進(jìn)展。 研究了最近提出的分布增益摻鉺光纖環(huán)鏡與傳統(tǒng)集總增益型摻鉺光纖環(huán)鏡的開(kāi)關(guān)特性。從輸入脈沖的孤子階數(shù)、環(huán)鏡長(zhǎng)度著手，比較了兩

2、類環(huán)鏡的開(kāi)關(guān)特性以及輸出脈沖質(zhì)量。數(shù)值計(jì)算表明，與集總增益環(huán)鏡相比，分布增益環(huán)鏡不僅能輸出高質(zhì)量、高壓縮比的透射脈沖，而且具有開(kāi)關(guān)窗口寬闊平坦、開(kāi)關(guān)前后沿陡峭等一系列優(yōu)點(diǎn)。 提出一種產(chǎn)生超短光孤子串的新方法：讓雙頻弱連續(xù)波的拍頻信號(hào)在分布增益的非線性摻鉺光纖環(huán)鏡內(nèi)傳輸，通過(guò)數(shù)值計(jì)算證明了該方法能產(chǎn)生和放大超短光孤子串。數(shù)值計(jì)算表明，當(dāng)輸入信號(hào)為重復(fù)率<20GHz的拍頻弱信號(hào)時(shí)，可在較短的環(huán)鏡長(zhǎng)度內(nèi)產(chǎn)生占空比大且高質(zhì)量的光孤子串。

3、與其他方法相比，該方法不僅能克服傳統(tǒng)方法所產(chǎn)生的脈沖重復(fù)率受限的困難，而且在無(wú)需采用特種光纖的情況下，將弱信號(hào)轉(zhuǎn)化為超短光孤子串，因而進(jìn)一步提高了實(shí)用性。 首次提出了基于光纖拉曼環(huán)鏡的超短光脈沖放大方法。從拉曼放大的理論模型出發(fā)，研究了超短光脈沖在拉曼放大器中的放大特性。發(fā)現(xiàn)在沒(méi)有脈沖整形的前提下，經(jīng)拉曼放大的超短光脈沖的質(zhì)量很差，從而引出拉曼放大結(jié)合環(huán)鏡的超短光脈沖放大的新方法；然后著重研究了拉曼環(huán)鏡對(duì)脈沖放大質(zhì)量的改善和整形