光纤中飞秒双脉冲束缚态产生超连续谱的研究
发布时间：2021-07-24 14:49
通过广义非线性薛定谔方程,数值模拟了fs量级的双高斯脉冲束缚态和双艾里脉冲束缚态在高非线性单模光纤中传输产生的超连续谱特性。模拟结果表明,由于艾里脉冲具有自愈特性,双艾里脉冲束缚态产生的超连续谱要比双高斯脉冲束缚态产生的超连续谱更宽、更平坦。研究了双脉冲束缚态中子脉冲间隔对超连续谱的影响,发现当子脉冲间隔增大时,产生的超连续谱先变宽,再变窄,最后基本保持不变。表明存在一个最佳子脉冲间隔,使产生的超连续谱最宽,这对选择合适的双脉冲束缚态子脉冲间隔、优化超连续谱具有重要意义。
【文章来源】：中国激光. 2020,47(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
高非线性单模光纤的色散曲线
通过Matlab数值模拟了双高斯脉冲束缚态和双艾里脉冲束缚态在长为1.5 m的高非线性单模光纤中传输产生超连续谱的演化过程,当子脉冲间隔为0.3 ps时,双高斯脉冲束缚态和双艾里脉冲束缚态的频域如图2所示。由图2(c)、图2(d)可知,随着传输距离的增加,两种双脉冲束缚态的频域演化过程大体相同。在初始阶段,频谱近似对称展宽;传输一段距离后,频谱剧烈展宽,演化为典型的超连续谱。最后,随传输距离的增大,频谱展宽较为缓慢。两种双脉冲束缚态的时域演化过程如图3所示,可以看出,超连续谱产生的相关物理机制。
Ρ k = (2Ν+1-2k) 2 Ν 2 Ρ in ,k=1,2,?,Ν, ??? (5) Τ k = 1 2Ν+1-2k Τ in ,k=1,2,?,Ν。 ??? (6)当孤子带宽与拉曼增益谱交叠时,会发生脉冲内拉曼散射,基阶孤子的频谱不断红移,其中,脉宽更窄且峰值功率更高的孤子红移更明显,并逐渐与主脉冲分离,原因是拉曼感应频移与孤子脉宽的四次方成反比[1]。分裂出的基阶孤子受高阶色散影响,会不断辐射能量来调节自身的峰值功率和脉宽,以维持孤子形态,辐射的能量即色散波(DW)。并通过XPM、SPM和FWM产生新的频率成分,进一步展宽和平坦化超连续谱。在超连续谱的演化过程中,XPM包括主脉冲之间,主脉冲与色散波之间以及拉曼孤子与色散波之间的XPM;FWM包括主脉冲之间,SPM和XPM产生的新频率与主脉冲之间,产生的FWM光与FWM光之间以及FWM光与满足群速度匹配的色散波之间的FWM。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光子晶体光纤产生紫外超连续谱的数值研究[J]. 张甜甜,施伟华. 中国激光. 2020(03)
[2]环保砷-硒硫系光纤的挤压制备及其超连续谱产生[J]. 钟明辉,王弦歌,焦凯,司念,梁晓林,徐铁松,肖晶,刘佳,赵浙明,王训四,张培晴,刘永兴,戴世勋,聂秋华. 激光与光电子学进展. 2019(17)
[3]新型高功率中红外光纤激光材料与超连续谱激光研究进展[J]. 贾志旭,姚传飞,李真睿,贾世杰,赵志鹏,秦伟平,秦冠仕. 中国激光. 2019(05)
[4]腔内滤波带宽对正色散束缚态孤子形成的影响[J]. 王凱杰,王航,杜团结,李维炜,陈楠,罗正钱. 中国激光. 2019(08)
[5]抽运波长对中红外超连续谱影响的数值模拟[J]. 高鹏飞,李晓辉,罗文峰,邹德峰,柴通,庞星星. 中国激光. 2017(07)
博士论文
[1]色散调控的氟碲酸盐微结构光纤及其在超连续谱产生中的应用[D]. 王方.吉林大学 2017
本文编号：3300862
【文章来源】：中国激光. 2020,47(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
高非线性单模光纤的色散曲线
通过Matlab数值模拟了双高斯脉冲束缚态和双艾里脉冲束缚态在长为1.5 m的高非线性单模光纤中传输产生超连续谱的演化过程,当子脉冲间隔为0.3 ps时,双高斯脉冲束缚态和双艾里脉冲束缚态的频域如图2所示。由图2(c)、图2(d)可知,随着传输距离的增加,两种双脉冲束缚态的频域演化过程大体相同。在初始阶段,频谱近似对称展宽;传输一段距离后,频谱剧烈展宽,演化为典型的超连续谱。最后,随传输距离的增大,频谱展宽较为缓慢。两种双脉冲束缚态的时域演化过程如图3所示,可以看出,超连续谱产生的相关物理机制。
Ρ k = (2Ν+1-2k) 2 Ν 2 Ρ in ,k=1,2,?,Ν, ??? (5) Τ k = 1 2Ν+1-2k Τ in ,k=1,2,?,Ν。 ??? (6)当孤子带宽与拉曼增益谱交叠时,会发生脉冲内拉曼散射,基阶孤子的频谱不断红移,其中,脉宽更窄且峰值功率更高的孤子红移更明显,并逐渐与主脉冲分离,原因是拉曼感应频移与孤子脉宽的四次方成反比[1]。分裂出的基阶孤子受高阶色散影响,会不断辐射能量来调节自身的峰值功率和脉宽,以维持孤子形态,辐射的能量即色散波(DW)。并通过XPM、SPM和FWM产生新的频率成分,进一步展宽和平坦化超连续谱。在超连续谱的演化过程中,XPM包括主脉冲之间,主脉冲与色散波之间以及拉曼孤子与色散波之间的XPM;FWM包括主脉冲之间,SPM和XPM产生的新频率与主脉冲之间,产生的FWM光与FWM光之间以及FWM光与满足群速度匹配的色散波之间的FWM。
【参考文献】：
期刊论文
[1]光子晶体光纤产生紫外超连续谱的数值研究[J]. 张甜甜,施伟华. 中国激光. 2020(03)
[2]环保砷-硒硫系光纤的挤压制备及其超连续谱产生[J]. 钟明辉,王弦歌,焦凯,司念,梁晓林,徐铁松,肖晶,刘佳,赵浙明,王训四,张培晴,刘永兴,戴世勋,聂秋华. 激光与光电子学进展. 2019(17)
[3]新型高功率中红外光纤激光材料与超连续谱激光研究进展[J]. 贾志旭,姚传飞,李真睿,贾世杰,赵志鹏,秦伟平,秦冠仕. 中国激光. 2019(05)
[4]腔内滤波带宽对正色散束缚态孤子形成的影响[J]. 王凱杰,王航,杜团结,李维炜,陈楠,罗正钱. 中国激光. 2019(08)
[5]抽运波长对中红外超连续谱影响的数值模拟[J]. 高鹏飞,李晓辉,罗文峰,邹德峰,柴通,庞星星. 中国激光. 2017(07)
博士论文
[1]色散调控的氟碲酸盐微结构光纤及其在超连续谱产生中的应用[D]. 王方.吉林大学 2017
本文编号：3300862
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