艾里脉冲在光子晶体光纤中的传输特性研究

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最近,一种被称为艾里脉冲的新型光学脉冲进入了光学研究者们的视线。它能能够在传输的时候恢复自己的主瓣峰值能量,这意味着它相比于普通光脉冲能够在空间中传输相当长的距离而无需去人为地为其中继补充能量。同时,它在光学介质中能够有效地抵抗色散效应对其造成脉冲波形展宽,在光传输中有着莫大的优势。另外它还有在传输过程中,群速度自主增加导致传输轨迹弯曲的新奇特性。由于这些与众不同的脉冲特性,艾里脉冲成为了光学研究的一个热门。基于此,本文对艾里脉冲在两种光子晶体光纤中的传输特性展开了研究。首先,我们通过理论解析和数值分析的方式研究了艾里脉冲在液芯光子晶体光纤中的传输动态,该种光纤是一种非瞬时响应的介质。在该介质的德拜模型影响下,与加速型艾里脉冲和普通高斯脉冲不同,减速型艾里脉冲在较弱和正常的非瞬时响应下能够演化成一个独立稳定的孤子。因此,可以通过时域整形来利用艾里脉冲控制孤子的产生。这一效果严格依赖于时间响应系数,并能够用来作为测量德拜型响应函数的一个方法。对于非瞬时响应极高的情况,我们在理论分析中得到艾里脉冲仍然能够变换成一个减速的艾里波包,并在后面的数值分析中得到验证。然后,我们数值研究了带有初始啁啾的艾里脉冲在有两个零色散波长的光子晶体光纤中产生的超连续谱。发现初始啁啾会让艾里脉冲的初始频谱变成类似其时域波形的艾里图案,并造成了该频谱的展宽。在研究中,我们对比了减速型与加速型艾里脉冲所产生的超连续谱受不同正负啁啾的影响,最终得出结论:使用减速型艾里脉冲并引入适当的正啁啾能够更有效率地产生饱和宽度更大的超连续谱。另外,研究中还考虑了艾里脉冲的截止系数不同,会让啁啾对超连续谱的影响产生什么变化。
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