论文部分内容阅读
超短光脉冲在光通信、军事、工业等领域中有着重要的应用。光脉冲压缩技术是产生超短脉冲的主要途径之一,而对普通激光器输出的皮秒脉冲实现高质量的压缩是研究的热点和难点。本论文主要围绕皮秒脉冲的绝热孤子压缩技术展开研究,主要内容如下:1.基于色散渐减光纤(DDF)实现皮秒脉冲的绝热孤子压缩。分别对具有双曲线型、线型、余弦型和指数型四种不同色散渐减曲线的DDF中的绝热孤子压缩过程进行了仿真实验,发现双曲线型和指数型DDF适合皮秒脉冲的绝热孤子压缩。采用双曲线型DDF将宽度为12.5ps的基孤子脉冲压缩到1.95ps,压缩因子为6.4,基座能量为10.24%;采用指数型DDF将同样的基孤子脉冲压缩到2.98ps,压缩因子为4.2,基座能量仅为4.01%。2.基于非线性渐增光纤(NIF)实现皮秒脉冲的绝热孤子压缩。分别对具有双曲线型、线型、余弦型和指数型四种不同非线性渐增曲线的NIF中的绝热孤子压缩过程进行了仿真实验,得到了适合皮秒脉冲的绝热孤子压缩方案。采用线性型、指数型NIF将宽度为12.5ps的基孤子脉冲压缩到1.61ps,压缩因子为7.76,基座能量为9.4%,对应光纤长度为2DL;采用双曲线型NIF将同样的基孤子脉冲压缩到2.2ps,压缩因子为5.69,基座能量仅为4.29%,对应光纤长度为4DL。3.从峰值功率、有效放大因子和光纤损耗三个方面对DDF的绝热孤子压缩方案进行了优化。将宽度为6.25ps、峰值功率为1.2112W、单脉冲能量为8.586pJ的基孤子脉冲压缩到830fs,压缩因子为7.53,基座能量为4.44%。提出通过增加峰值功率和DDF的初始色散值来实现脉宽较大的皮秒脉冲的绝热孤子压缩方案,通过提高有效放大因子,采用指数型DDF将12.5ps的基孤子脉冲绝热压缩到1.32ps,压缩因子为9.48,基座能量仅为3.68%。4.对基孤子脉冲在低掺杂掺铒光纤放大器(LEDFA)中的演化过程和输出特性进行了数值模拟和分析,发现当LEDFA的增益系数足够低时,在色散和非线性效应的共同作用下可实现绝热孤子压缩。研究了基于准分布放大的绝热孤子压缩方案,并通过实验将宽度为10.1ps的基孤子脉冲压缩到2.6ps,压缩因子为3.9,接近无基座。