基于增益管理非线性的超快光纤激光放大研究进展(特邀)

1

作者 李灿 任博 +4 位作者 郭琨 王涛 吴坚 冷进勇 周朴 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第1期45-58,共14页

增益管理非线性(Gain Managed Nonlinearity,GMN)光纤放大技术涉及一种超快激光在非线性自相位调制与有源光纤动态增益共同作用下的非线性吸引子,可在激光脉冲能量提升的同时实现上百倍的线性光谱展宽,因而成为近年来超快光纤激光领域... 增益管理非线性(Gain Managed Nonlinearity,GMN)光纤放大技术涉及一种超快激光在非线性自相位调制与有源光纤动态增益共同作用下的非线性吸引子,可在激光脉冲能量提升的同时实现上百倍的线性光谱展宽,因而成为近年来超快光纤激光领域的研究热点。文中从GMN脉冲演化的基本原理出发,系统梳理了GMN光纤放大技术在近年来所取得的研究进展、及在多光子显微成像等领域的应用,并进一步展望了其未来发展趋势。 展开更多

关键词 增益管理非线性放大 超快光纤激光 自相位调制 掺镱光纤

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色散补偿光纤传输系统补偿方案的研究与讨论 被引量：9

2

作者 王琛 饶敏 +3 位作者 唐勇 李雷 张明德 孙小菡 《应用科学学报》 CAS CSCD 2003年第2期177-181,共5页

讨论了各种非线性效应对WDM系统传输性能的影响,并对不同配置的色散补偿光纤传输系统进行仿真,发现传输链路、输入功率均存在一个最佳配置点,对系统进行混合补偿要优于前、后补偿。并且对WDM系统中各个信道的传输性能进行了比较。

关键词 光纤传输系统 色散补偿光纤 传输性能 非线性效应 混合补偿 光纤通信系统 波分复用

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高斯光束通过非线性介质后的远场衍射图样的研究 被引量：14

3

作者 何坤娜 邓罗根 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期940-944,共5页

　利用菲涅尔 基尔霍夫衍射积分公式,对发散和会聚高斯光束通过薄非线性介质时形成的远场衍射图样进行了研究。模拟计算结果表明:当发散高斯光束通过自散焦介质或会聚高斯光束通过自聚焦介质时,远场均会出现中央较暗、向外围逐渐增强、... 　利用菲涅尔 基尔霍夫衍射积分公式,对发散和会聚高斯光束通过薄非线性介质时形成的远场衍射图样进行了研究。模拟计算结果表明:当发散高斯光束通过自散焦介质或会聚高斯光束通过自聚焦介质时,远场均会出现中央较暗、向外围逐渐增强、分布尺度较大的粗衍射环;当发散高斯光束通过自聚焦介质或会聚高斯光束通过自散焦介质时,远场均会出现中心强度最大、向外围逐渐减弱、分布尺度较小的细衍射环。不同远场衍射图样归根结底是入射高斯光束因介质折射率变化造成的空间自相位调制及其波前曲率共同作用的结果。 展开更多

关键词 高斯光束 附加相移 空间自相位调制 衍射图样

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对PPV衍生物非线性折射率的测量 被引量：2

4

作者 李霞 侯洵 +2 位作者 姚保利 杨文正 易文辉 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期410-413,共4页

利用 5 32nm的连续激光对烷氧基非对称聚对苯撑乙烯衍生物的氯仿溶液进行诱导衍射实验 ,通过观察衍射环的个数可以估算出材料的克尔常数及非线性折射率。实验发现 ,当入射激光功率达到阈值 0 .77mW而小于3.36mW时 ,通过在接收屏处观察... 利用 5 32nm的连续激光对烷氧基非对称聚对苯撑乙烯衍生物的氯仿溶液进行诱导衍射实验 ,通过观察衍射环的个数可以估算出材料的克尔常数及非线性折射率。实验发现 ,当入射激光功率达到阈值 0 .77mW而小于3.36mW时 ,通过在接收屏处观察光克尔效应对激光横截面上的空间自相位调制而产生的衍射环个数 ,可以估算出样品溶液的克尔常数γ的大小近似为 5 .5 5× 10 -10 m2 /W及非线性折射率n2 的大小为 9.2 1× 10 -4esu。当入射激光功率继续增大时 ,由于热效应对激光横截面上的空间自相位调制产生的衍射环逐步淹没光克尔效应引起的衍射环 。 展开更多

关键词 烷氧基非对称聚对苯撑乙烯衍生物 空间自相位调制 光克尔效应 三阶非线性 热效应

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聚苯胺/NMP溶液的激光诱导自衍射 被引量：1

5

作者 任立勇 姚保利 +2 位作者 徐大纶 侯洵 万梅香 《光子学报》 EI CAS CSCD 2000年第6期506-509,共4页

实验观察到５２６ｕｍ基模高斯先来通过聚苯按／Ｎ－甲基－２－吮咯烷酮（ＮＭＰ）溶液时，在这场处产生了多个同心衍射圆环．该现象可以用高斯光束通过非线性介质时产生的空间自相位调制来解释．理论分析表明，对于薄样品，光束横截面... 实验观察到５２６ｕｍ基模高斯先来通过聚苯按／Ｎ－甲基－２－吮咯烷酮（ＮＭＰ）溶液时，在这场处产生了多个同心衍射圆环．该现象可以用高斯光束通过非线性介质时产生的空间自相位调制来解释．理论分析表明，对于薄样品，光束横截面上产生的非线性附加相移近似于高斯分布．通过测量衍射环个数，可以估算出聚苯胺／ＮＭＰ溶液（对５２６ｕｍ的吸收系数为０．５６ｃｍ^（－１））的克尔常数γ≈４．４ｘ１０^（－１０）ｍ~２／Ｗ． 展开更多

关键词 聚苯胺 NMP 溶液 非线性光学 激光诱导 包衍射

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基于NOLM的二元信号功率均衡器研究 被引量：1

6

作者 彭拥军 邱昆 纪四潍 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期17-20,共4页

为了全光处理具有固定功率差异光信号,本文在详细分析非线性光纤环形镜(NOLM)受不同泵浦作用时输出特点的基础上,设计了将二元功率光信号进行幅度直接均衡的方案。利用光子学仿真软件进行了数值实验,结果显示二元信号经幅度均衡后的输... 为了全光处理具有固定功率差异光信号,本文在详细分析非线性光纤环形镜(NOLM)受不同泵浦作用时输出特点的基础上,设计了将二元功率光信号进行幅度直接均衡的方案。利用光子学仿真软件进行了数值实验,结果显示二元信号经幅度均衡后的输出功率由均衡器输出级探测波功率直接确定,输出脉冲无波长改变,且幅度抖动小。输出脉冲无基座表明该方案同时具有消除脉冲基座的能力,可用于全光信号处理中消除噪声和NOLM内光纤色散的影响。 展开更多

关键词 非线性光学 3R再生 非线性光纤环形镜 交叉相位调制 自相位调制 均衡器

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基于NOLM的NRZ信号全光时钟倍频 被引量：1

7

作者 彭拥军 邱昆 纪四潍 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期27-28,31,共3页

通过对非线性光纤环形镜(NOLM)透射输出频谱特性的详细研究,发现在一些特定条件下输出频谱中载波谱线会被明显抑制。本文将利用NOLM的这一特性来实现NRZ信号的全光时钟倍频。通过数值仿真对这种方法进行了验证,结果显示,当用同一NRZ信... 通过对非线性光纤环形镜(NOLM)透射输出频谱特性的详细研究,发现在一些特定条件下输出频谱中载波谱线会被明显抑制。本文将利用NOLM的这一特性来实现NRZ信号的全光时钟倍频。通过数值仿真对这种方法进行了验证,结果显示,当用同一NRZ信号分束进行适当延迟后作为NOLM的双路泵浦时,输出频谱中出现了增强的信号时钟谱线而载波谱线被抑制。通过FP滤波器提取时钟的系统仿真表明,从透射输出中能够直接提取出倍频时钟信号。 展开更多

关键词 非线性光学 3R再生 非线性光纤环形镜 交叉相位调制 自相位调制

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光子晶体光纤中双脉冲非线性传输的数值分析 被引量：2

8

作者 赵荣霞 李爱萍 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期467-472,共6页

采用分步傅里叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程,模拟了双脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程,计算和分析了离散效应和脉冲内拉曼散射对信号脉冲传输和压缩的影响。结果表明,当中心波长为800 nm的泵浦脉冲在反常色散区进行泵浦,... 采用分步傅里叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程,模拟了双脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程,计算和分析了离散效应和脉冲内拉曼散射对信号脉冲传输和压缩的影响。结果表明,当中心波长为800 nm的泵浦脉冲在反常色散区进行泵浦,而中心波长为740 nm的信号脉冲在正常色散区入射,在群速度色散,自相位调制及交叉相位调制联合作用下,信号脉冲在传输过程中不仅被压缩且存在最佳光纤长度。离散效应不仅导致脉冲压缩比的减小和压缩后峰值功率的降低,而且导致脉冲所需最佳光纤长度的增加以及压缩后的脉冲呈现不对称,还发现,脉冲内拉曼散射有利于改善脉冲压缩质量。 展开更多

关键词 非线性光学 光子晶体光纤 分步傅里叶法 交叉相位调制 离散效应 拉曼效应

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Compton散射下全内反射光子晶体光纤中的自相位调制 被引量：1

9

作者 郝东山 刘安辉 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期605-609,共5页

应用多光子非线性Compton散射概念和电子与多光子集团非线性散射模型,建立了全内反射光子晶体光纤中耦合啁啾脉冲激光的输运方程,理论分析和数值模拟了该过程中Compton散射对自相位调制的影响。研究发现,散射光使耦合啁啾脉冲的自相位... 应用多光子非线性Compton散射概念和电子与多光子集团非线性散射模型,建立了全内反射光子晶体光纤中耦合啁啾脉冲激光的输运方程,理论分析和数值模拟了该过程中Compton散射对自相位调制的影响。研究发现,散射光使耦合啁啾脉冲的自相位调制加强,光纤的感应电极化强度、反转粒子数密度和增益增大,相位变化加快,受激辐射截面减小,增益相移在自相位调制中的作用不可忽略。 展开更多

关键词 非线性光学 全内反射光子晶体光纤 耦合啁啾脉冲 自相位调制 多光子非线性COMPTON散射

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掺铒环形光纤激光器中暗孤子族的演化

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作者 杨玲珍 岳宝花 《深圳大学学报（理工版）》 EI CAS 北大核心 2013年第6期598-602,共5页

基于非线性耦合薛定谔方程和非线性偏转锁模技术,理论研究掺铒光纤环形激光器产生暗孤子族的演化规律.结果表明,当小信号增益保持不变,环形光纤激光器的锁模透过率函数影响构成暗孤子族中暗孤子数目,暗孤子族中暗孤子的数目与暗孤子受... 基于非线性耦合薛定谔方程和非线性偏转锁模技术,理论研究掺铒光纤环形激光器产生暗孤子族的演化规律.结果表明,当小信号增益保持不变,环形光纤激光器的锁模透过率函数影响构成暗孤子族中暗孤子数目,暗孤子族中暗孤子的数目与暗孤子受到扰动时色散波的不同强度与损耗分布不同有关.由自相位调制和互相位调制产生的非线性相移导致的相同频率不同相位的光波发生相长和相消干涉,这种干涉的结果导致暗孤子族光谱旁瓣的产生. 展开更多

关键词 光纤激光器 暗孤子 非线性偏转 铒光纤 锁模 自相位调制 互相位调制 非线性薛定谔方程

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基于光纤中非线性效应的全光逻辑“与门”和“异或门”研究 被引量：4

11

作者 庄盼 郭淑琴 +2 位作者 王韧 孙福梅 葛明 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2011年第3期338-341,共4页

提出了一种基于高非线性光纤(HNLF)中交叉相位调制(XPM)效应实现全光逻辑"与门"和"异或门"的方案,建立了理论模型,描述了实验方案,实现了10 Gb/s的全光逻辑"与"和"异或"运算功能,对结果进行了... 提出了一种基于高非线性光纤(HNLF)中交叉相位调制(XPM)效应实现全光逻辑"与门"和"异或门"的方案,建立了理论模型,描述了实验方案,实现了10 Gb/s的全光逻辑"与"和"异或"运算功能,对结果进行了讨论和分析.研究表明:该方案性能稳定、结构简单、容易实现,仿真结果与理论分析结果相符合.但在正确的波形旁边,会出现多余的小峰,因此提出了一种基于光纤中自相位调制(SPM)效应的改进方案,抑制了小峰,优化了系统性能,并分析了逻辑运算结果与信号速率和消光比之间的关系. 展开更多

关键词 高非线性光纤 交叉相位调制 自相位调制 全光逻辑门

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基于光通信色散管理技术的非线性效应与色散补偿性能研究 被引量：6

12

作者 余海杨 叶涛 +3 位作者 邵龙 苏良闯 侯恺 张克非 《激光杂志》 北大核心 2017年第8期32-35,共4页

为提高长距离、高速率光纤通信系统性能,提出了基于后置补偿方案的非完全补偿技术。分别采用前置、后置、对称色散管理方案,搭建了10 Gb/s和40 Gb/s传输系统,为进一步研究非线性效应与色散补偿关系,首先从单信道系统入手,分析系统残余... 为提高长距离、高速率光纤通信系统性能,提出了基于后置补偿方案的非完全补偿技术。分别采用前置、后置、对称色散管理方案,搭建了10 Gb/s和40 Gb/s传输系统,为进一步研究非线性效应与色散补偿关系,首先从单信道系统入手,分析系统残余色散与非线性效应关系,其次搭建了8×40 Gb/s波分复用系统,引入了自相位调制和不同信道间的交叉相位调制效应。结果表明:在低速率和高速率通信场合中,后置和对称补偿方案都要优于前置。采用后置补偿技术时,完全色散补偿适用于低入射光功率,而非完全补偿则在高入射光功率时可让系统保持更好的性能,Q值可达到8.9。 展开更多

关键词 光纤通信 色散补偿 非线性效应 自相位调制 交叉相位调制

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基于自相位调制和交叉相位调制的全光开关特性研究 被引量：2

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作者 王菲 郑仰东 李淳飞 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期790-795,共6页

提出一种优化含有掺铒光纤放大器的非线性Sagnac干涉仪全光开关的新方法,建立了基于自相位调制和交叉相位调制两种解析模型,讨论了掺铒光纤放大器的小信号增益和饱和输出功率对开关性能的影响.分析表明掺铒光纤放大器的性能参量对开关... 提出一种优化含有掺铒光纤放大器的非线性Sagnac干涉仪全光开关的新方法,建立了基于自相位调制和交叉相位调制两种解析模型,讨论了掺铒光纤放大器的小信号增益和饱和输出功率对开关性能的影响.分析表明掺铒光纤放大器的性能参量对开关所需要的Sagnac环中光子晶体光纤长度产生限制.当采用相同长度的光子晶体光纤时,基于交叉相位调制方式的全光开关与基于自相位调制方式的全光开关相比能够显著降低开关功率.采用分布傅里叶法数值求解非线性薛定谔方程,优化了开关结构,讨论了重复频率为40GHz脉宽为5ps的高斯型信号脉冲在开关时沿Sagnac环的传输特性.模拟结果表明,通过合理选择高非线性光子晶体光纤长度和掺铒光纤放大器的性能参量能够实现超低开关功率(<1mW)的开关操作. 展开更多

关键词 非线性光学 全光开关 自相位调制 交叉相位调制 掺铒光纤放大器

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利用自相位调制效应测量微结构光纤的非线性系数

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作者 鹿晴晴 徐永钊 +2 位作者 张霞 黄永清 任晓敏 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第4期509-512,共4页

报道了利用光纤中的自相位调制(SPM)效应对微结构光纤的非线性系数进行测量的实验。实验中采用半导体激光器作为脉冲光源,输出宽度为1.6 ps的双曲正割型脉冲,经掺铒光纤放大器(EDFA)放大后进入80 m的色散平坦微结构光纤,由于自相位调制... 报道了利用光纤中的自相位调制(SPM)效应对微结构光纤的非线性系数进行测量的实验。实验中采用半导体激光器作为脉冲光源,输出宽度为1.6 ps的双曲正割型脉冲,经掺铒光纤放大器(EDFA)放大后进入80 m的色散平坦微结构光纤,由于自相位调制效应,出射光谱得到展宽。通过测量输入微结构光纤的脉冲峰值功率和输出光谱,可以计算得到微结构光纤的非线性系数。该测量方法简单、准确,实验测量值与光纤的标称值误差小于1%。 展开更多

关键词 光纤光学 微结构光纤 自相位调制 非线性系数测量

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光纤通信中自相位调制与四波混频影响因素仿真 被引量：11

15

作者 孙活 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2017年第5期535-539,共5页

为了解决在高速率传输过程中,光纤介质的非线性效应及其在波分复用(WDM)系统中光信号造成的严重衰减问题,围绕自相位调制和四波混频两种非线性效应进行分析,采用Opti System模拟软件分析了造成SPM和FWM效应的主要变量因素.结果表明,输... 为了解决在高速率传输过程中,光纤介质的非线性效应及其在波分复用(WDM)系统中光信号造成的严重衰减问题,围绕自相位调制和四波混频两种非线性效应进行分析,采用Opti System模拟软件分析了造成SPM和FWM效应的主要变量因素.结果表明,输入功率、信道间隔以及色散是造成自相位调制和四波混频性能变化的主要原因,通过调整这些参数可以提高光纤传输性能,为进一步优化奠定了基础. 展开更多

关键词 四波混频 信号衰减 自相位调制 非线性效应 脉冲频移 光纤色散 信道间隔 边带功率

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多模光纤中的自相位调制

16

作者 张劲松 赵玉成 +3 位作者 王智 裴丽 魏道平 简水生 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 1998年第3期39-41,共3页

考虑到起源于三阶电极化率χ（３）实部的非线性折射率所引起的自相位调制现象（ＳＰＭ）对光场分布的影响，经过一些近似处理，求解了多模光纤中的高斯光脉冲传输方程，所得结果与传统的单模光纤自相位调制理论不同．

关键词 自相位调制 非线性效应 多模光纤

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WDM系统中色散的实时监测

17

作者 战丽丽 郑光金 《现代电子技术》 2005年第14期105-107,共3页

简单地推导了相位调制下的单音频率在传输光纤中其功率与光纤色散、光纤距离之间的关系,并介绍了在DWDM系统中可以利用相位调制法进行实时监测色散。此方法对于40GHz系统的色散实时监测提供了很好的参考方法。仿真结果表明,在未考虑光... 简单地推导了相位调制下的单音频率在传输光纤中其功率与光纤色散、光纤距离之间的关系,并介绍了在DWDM系统中可以利用相位调制法进行实时监测色散。此方法对于40GHz系统的色散实时监测提供了很好的参考方法。仿真结果表明,在未考虑光纤非线性效应的情况下有很高的精确性,当考虑非线性效应时,其传输距离会由于传输速率的影响而受到限制。 展开更多

关键词 色散 非线性效应 自相位 调制交叉 相位调制

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