光纖中的超短脈沖光參量效應研究.pdf

1、論文通過對光纖放大器的研究歷程和發(fā)展趨勢的分析，總結了光纖光參量放大器的基本特點，指出目前光纖光參量放大器研究中所面臨的問題和挑戰(zhàn)。隨著高功率泵浦源和新型光纖發(fā)展的基礎，給我們提供了一個新的平臺，去研究那些與線性、非線性及超快光纖光學相關的一些新的問題，為此對光纖中超短脈沖的四波混頻效應進行了研究，并提出了寬帶可調光纖光參量放大器以及寬的可調光纖光參量振蕩器的設計思路。在論文的后面部分對光束合成的相關問題進行了一些理論研究。 本

2、文的主要研究工作包括以下幾個方面： 1．采用分步傅立葉計算方法建立了一個完善的數(shù)學模型，分析研究了光纖中超短脈沖的四波混頻效應。由于存在色散效應(包括GVM、GVD和高階色散等效應)與非線性效應(包括SPM、XPM和FWM等)的聯(lián)合作用，使得超短脈沖的傳輸過程變得非常復雜。本項研究根據(jù)各種效應作用大小的不同，對這樣一個傳輸過程分兩步進行了討論，從而說明時域走離、GVD和TOD效應對FWM的影響，為后面研究和設計光纖光參量放大器和

3、光參量振蕩器提供基礎。 2．分析了FWM過程中的相位匹配問題和FOPAs的增益性能表現(xiàn)。利用新型光纖如PCF具有的高非線性和對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)，從而提出了一個新的寬帶可調且增益平坦的FOPAs設計思路。另外還分析了高階色散和走離效應對FOPAs的增益譜的影響。 3．研究了光纖中的調制不穩(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)。當泵浦波長處于正常色散區(qū)時，在不同階的色散項之間總可以找到一個平衡點滿足相位匹配條件。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波長范圍。根據(jù)這個現(xiàn)象，用PCF作為增益介質，研究了一種有著很寬的可調波長范圍的光纖光參量振蕩器，并給出了數(shù)值模擬結果。 4．對光束合成的相關問題進行了討論。這是關于高功率光纖激光器