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)，推導出光脈沖在光纖中的傳播方程，對光脈沖在光纖中傳播的各種因素和情況進行了分析；給出了摻鉺光纖放大器以及拉曼放大效應的數(shù)值模型，并利用分步傅立葉方法，對其進行了求解驗證。 系統(tǒng)地綜述了近年來國內(nèi)外發(fā)展很快的光纖脈沖放大的方法、原理及進展。 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)鏡的開關(guān)特性。從輸入脈沖的孤子階數(shù)、環(huán)鏡長度著手，比較了兩

2、類環(huán)鏡的開關(guān)特性以及輸出脈沖質(zhì)量。數(shù)值計算表明，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，而且具有開關(guān)窗口寬闊平坦、開關(guān)前后沿陡峭等一系列優(yōu)點。 提出一種產(chǎn)生超短光孤子串的新方法：讓雙頻弱連續(xù)波的拍頻信號在分布增益的非線性摻鉺光纖環(huán)鏡內(nèi)傳輸，通過數(shù)值計算證明了該方法能產(chǎn)生和放大超短光孤子串。數(shù)值計算表明，當輸入信號為重復率<20GHz的拍頻弱信號時，可在較短的環(huán)鏡長度內(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)生的脈沖重復率受限的困難，而且在無需采用特種光纖的情況下，將弱信號轉(zhuǎn)化為超短光孤子串，因而進一步提高了實用性。 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)鏡對脈沖放大質(zhì)量的改善和整形