光纖中的超短脈沖光參量效應(yīng)研究.pdf

1、論文通過(guò)對(duì)光纖放大器的研究歷程和發(fā)展趨勢(shì)的分析，總結(jié)了光纖光參量放大器的基本特點(diǎn)，指出目前光纖光參量放大器研究中所面臨的問(wèn)題和挑戰(zhàn)。隨著高功率泵浦源和新型光纖發(fā)展的基礎(chǔ)，給我們提供了一個(gè)新的平臺(tái)，去研究那些與線(xiàn)性、非線(xiàn)性及超快光纖光學(xué)相關(guān)的一些新的問(wèn)題，為此對(duì)光纖中超短脈沖的四波混頻效應(yīng)進(jìn)行了研究，并提出了寬帶可調(diào)光纖光參量放大器以及寬的可調(diào)光纖光參量振蕩器的設(shè)計(jì)思路。在論文的后面部分對(duì)光束合成的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了一些理論研究。 本

2、文的主要研究工作包括以下幾個(gè)方面： 1．采用分步傅立葉計(jì)算方法建立了一個(gè)完善的數(shù)學(xué)模型，分析研究了光纖中超短脈沖的四波混頻效應(yīng)。由于存在色散效應(yīng)(包括GVM、GVD和高階色散等效應(yīng))與非線(xiàn)性效應(yīng)(包括SPM、XPM和FWM等)的聯(lián)合作用，使得超短脈沖的傳輸過(guò)程變得非常復(fù)雜。本項(xiàng)研究根據(jù)各種效應(yīng)作用大小的不同，對(duì)這樣一個(gè)傳輸過(guò)程分兩步進(jìn)行了討論，從而說(shuō)明時(shí)域走離、GVD和TOD效應(yīng)對(duì)FWM的影響，為后面研究和設(shè)計(jì)光纖光參量放大器和

3、光參量振蕩器提供基礎(chǔ)。 2．分析了FWM過(guò)程中的相位匹配問(wèn)題和FOPAs的增益性能表現(xiàn)。利用新型光纖如PCF具有的高非線(xiàn)性和對(duì)色散參量的靈活控制能力，研究了高階色散在脈沖傳輸中對(duì)相位匹配的影響，發(fā)現(xiàn)了在正常色散區(qū)和反常色散區(qū)里脈沖傳輸?shù)牟煌憩F(xiàn)，從而提出了一個(gè)新的寬帶可調(diào)且增益平坦的FOPAs設(shè)計(jì)思路。另外還分析了高階色散和走離效應(yīng)對(duì)FOPAs的增益譜的影響。 3．研究了光纖中的調(diào)制不穩(wěn)定增益現(xiàn)象。利用PCF中的高階色散

4、參量，分析了光纖中FWM的相位匹配條件，研究發(fā)現(xiàn)調(diào)制不穩(wěn)定不僅產(chǎn)生于光纖的反常色散區(qū)，也可以產(chǎn)生于正常色散區(qū)。當(dāng)泵浦波長(zhǎng)處于正常色散區(qū)時(shí)，在不同階的色散項(xiàng)之間總可以找到一個(gè)平衡點(diǎn)滿(mǎn)足相位匹配條件。相比于反常色散區(qū)，在正常色散區(qū)里，能夠得到寬得多的可調(diào)波長(zhǎng)范圍。根據(jù)這個(gè)現(xiàn)象，用PCF作為增益介質(zhì)，研究了一種有著很寬的可調(diào)波長(zhǎng)范圍的光纖光參量振蕩器，并給出了數(shù)值模擬結(jié)果。 4．對(duì)光束合成的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了討論。這是關(guān)于高功率光纖激光器