發(fā)布時間：2020-05-24 01:15

【摘要】：在光子學(xué)中獲得高亮度頻譜和高分辨率的光源是非常重要的,它在非線性顯微鏡,超快頻譜和高速通信等方面具有廣泛的應(yīng)用。獲得高亮度頻譜和高分辨率光源的方法是將脈沖進行頻譜壓縮,并將能量重新分布到更窄的頻譜范圍中。首先,我們針對具有非線性負啁啾的超高斯脈沖,提出一種雙余弦相位調(diào)制的方法對其在高非線性光纖中頻譜壓縮過程進行優(yōu)化。研究表明,由于初始超高斯脈沖的非線性負啁啾與非線性光纖中自相位調(diào)制引起的正啁啾之間的不匹配導(dǎo)致了時間相位的不平坦,從而使得頻譜出現(xiàn)分裂和旁瓣,不能夠被持續(xù)、高效的壓縮,因此頻譜質(zhì)量受到限制。通過對超高斯脈沖進行外部的兩個余弦相位補償調(diào)制可以延長頻譜壓縮距離,減少頻譜旁瓣的產(chǎn)生,從而優(yōu)化頻譜壓縮質(zhì)量。其中用于相位調(diào)制的余弦相位的振幅和頻率來自于對超高斯脈沖的非線性相移分析。與此同時,我們還研究不同展寬因子及不同階數(shù)的超高斯脈沖的壓縮情況,結(jié)果表明,在大范圍展寬因子下的頻譜壓縮質(zhì)量同樣可以得到優(yōu)化;另外,通過增加余弦相位調(diào)制的個數(shù)也可以改善頻譜的壓縮質(zhì)量。其次,我們將這種余弦相位調(diào)制的頻譜壓縮方法應(yīng)用到其他形式的脈沖,以具有線性啁啾的高斯型脈沖和雙曲正割型脈沖為研究對象,對脈沖的頻譜進行壓縮。結(jié)果表明,通過外部的余弦相位調(diào)制,可以使分裂的頻譜達到有效的壓縮,同時也說明這種余弦相位調(diào)制的方法適用于各種脈沖形式,對于更為復(fù)雜的脈沖形式,余弦相位調(diào)制法也適用。
【圖文】：

高非線性光纖中余弦相位調(diào)制法對脈沖頻譜的壓縮生100fs的氬原子激光，將其耦合到保偏單調(diào)玻璃光纖中進行頻譜壓縮沖的特性分別用CCD光譜儀和強度自相關(guān)器（AC）測量的頻譜及脈沖征。實驗表明，光纖的長度一定時，脈沖峰值功率逐漸增加，輸出頻漸變窄；而對于一定的峰值功率，輸出譜寬是隨著光纖長度的變化而變度增加，頻譜逐漸被展寬。這些結(jié)果間接的說明了，頻譜變窄是因為啾與脈沖的初始啁啾相互補償?shù)窒鸞12]。

這種脈沖頻譜壓縮技術(shù)已經(jīng)在實驗上得以證實[35]。實驗裝置如圖1.2所示，用被動鎖模摻鉺光纖激光器產(chǎn)生200 fs的類sech2超短脈沖作為種子脈沖源，通過定制的摻鉺光纖放大器進行放大，再將放大的脈沖耦合到保偏單模光纖中以產(chǎn)生波長可調(diào)的孤子脈沖。輸出脈沖通過一個長波通濾光器，只取孤子脈沖。然后使用可變衰減器控制孤子脈沖的功率，最終將衰減的脈沖耦合到梳狀色散光纖中。輸出脈沖使用光譜分析儀和功率計來觀察。實驗表明，在1620-1850nm的寬波長范圍內(nèi)，12-15nm的sech2型的光譜被壓縮至0.54-0.71nm。觀察到的最大壓縮因子高達25.9。圖 1.2 波長可調(diào)諧孤子脈沖光譜壓縮的實驗裝置實驗裝置[35]1.3 孤子的自頻移致頻譜壓縮1.1小節(jié)主要討論了在光纖中自相位調(diào)制可以實現(xiàn)脈沖的頻譜壓縮
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O437

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本文編號：2678234