导读:本文包含了光纤非线性效应论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光纤,效应,激光器,复用,无源,光学,载流子。
光纤非线性效应论文文献综述
吴迪[1]（2019）在《基于非线性效应的1.7μm波段光纤激光器的研究》一文中研究指出1.7μm波段光纤激光器在生物成像、激光医疗、特殊材料加工、有机物微量测量、中红外激光产生等领域有着巨大应用前景,已成为国内外的研究热点。本文借助光纤的非线性效应,设计并实验研究1.7μm波段的光纤激光器,主要内容可分为以下叁个部分:(1)1.7μm波段增益谱的研究首先,从基于离子掺杂光纤和光纤非线性两方面研究了产生1.7μm波段增益谱的相关理论。分别分析了Bi~+、Tm~(3+)及铥钬、铥铽共掺光纤中离子的能级结构和光谱特性和基于不同泵浦源下产生增益谱的机理。其次,根据理论分析搭建了基于带通放大自发辐射(SS-ASE)光源作为泵浦源,通过非线性效应产生1.7μm波段增益谱的实验系统。经整形优化光谱后得到了20dB光谱范围1570.9-1710.5nm,峰值波长可调谐范围20nm,峰值功率-35dBm的光谱。此外,设计了基于级联调制器的皮秒脉冲泵浦源,并通过实验得到了1.7μm波段增益谱。当泵浦中心波长为1565nm,放大后光功率达到最大,此时得到20dB光谱范围1528.6-1910.4nm的最优增益光谱。(2)1.7μm波段连续激光器的实验研究理论分析了多种滤波器的滤波性能,而后基于上述ASE泵浦产生的增益谱,搭建环形腔光纤激光器,实现了1.7μm波段的可调谐窄线宽拉曼光纤激光器。实验结果显示,其单激光输出的中心波长可调谐范围为1652.1nm-1680.1nm,激光线宽0.0232nm。此外,通过增加泵浦光功率及调节偏振控制器(PC),可以获得最多四个波长的稳定多波长激光。(3)1.7μm波段皮秒脉冲激光器的实验研究基于上述皮秒脉冲泵浦产生的增益谱,再经过多次滤波后得到了调谐范围为1660.1nm-1703.7nm,脉宽大约为151ps的皮秒脉冲光信号。另外,设计并实验研究得到了基于单调制器的1.7μm波段可切换单/双脉冲皮秒脉冲源,通过调节调制器直流偏置切换单双脉冲形态。实验结果显示,其20dB光谱范围为1593.1nm-1925.9nm,峰值波长为1729.6nm。当泵浦源的重复频率从170MHz到2GHz时,对应双脉冲的脉宽在60ps到180ps之间。此外,还分析了不同重复频率下产生信号的噪声特性。所得的连续激光器作为中红外波段激光的泵浦源能够有效降低量子亏损;所得的皮秒脉冲激光器作为光学层析成像的光源可以提高成像的深度。以上研究内容对1.7μm波段光纤激光器的研究与应用具有重要意义。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-05-01）
周毅[2]（2019）在《GHz重频飞秒光纤激光产生、放大与非线性效应研究》一文中研究指出高重频超短脉冲光纤激光已广泛应用于光频梳、光通信、非线性光学生物成像等方面,例如:高重频超快激光可提高信号速率和成像速度,降低荧光蛋白的光漂白和光损伤,显着提高生物成像质量。尽管通过谐波锁模和腔外重频加倍技术能够产生极高重频(>100 GHz)激光,但与基模锁模实现高重频激光相比,具有强度和相位噪声高的缺点。主动锁模虽然也能获得较高重频,但是需要高频信号发生器或其它谐振腔外附加设备;另外主动锁模技术的脉冲整形能力有限,输出脉宽一般为ps量级。因此,本课题基于自主拉制的增益系数高达5.2 dB/cm的铒镱共掺磷酸盐光纤开展基频重复率大于GHz飞秒光纤激光的产生、放大以及非线性效应研究工作:(1)建立了1.5μm GHz重频飞秒光纤激光器的理论模型,实现了基频重复率从1 GHz到5 GHz的1.5μm飞秒光纤激光输出。提出了一种调谐激光器波长和重复频率的新方法,实现了激光峰值波长和重复频率在一定范围内同步调谐。并且通过谐振腔内复合滤波效应在3.2 GHz重频光纤激光器中发现了单孤子到脉冲束的转换状态。(2)开展了1.5μm GHz重频飞秒光纤激光的放大和脉冲压缩研究,实现了重复频率3.2 GHz、平均功率6.5 W、脉宽104 fs的超短脉冲激光输出,揭示了放大过程中光谱尖峰产生及脉冲压缩的机理,在此基础上,最终获得了重复频率3.2 GHz、平均功率2.5 W、脉冲宽度30 fs的激光输出;将此激光作为泵源抽运高非线性光纤,实现了一个倍频程从1000至2400 nm的超连续谱输出,同时实现了中心波长1.25μm、脉冲宽度92 fs、平均功率0.74 W的切伦科夫辐射(CR)飞秒脉冲输出。(3)利用3.2 GHz重频、6.1W的1.5μm飞秒激光泵浦周期极化铌酸锂(PPLN)晶体实现了中心波长800 nm、平均功率570 mW、脉冲宽度174 fs的二次谐波输出,倍频转化效率为16.5%,光斑轮廓呈现良好的基模分布,数值模拟结果与实验相一致。同时也观察到中心波长536.2 nm叁次谐波输出和中心波长397.6 nm的四次谐波输出。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-04-12）
周雯静[3]（2019）在《通过光学相位共轭抑制光纤通信非线性效应的性能研究》一文中研究指出伴随着光纤通信的飞速发展,传输距离远、传输速率高、传输带宽大的光纤通信系统迫切地被人们需要,但光传输中光纤色散以及非线性效应等因素的存在又阻碍了人们朝着更远、更高、更快的目标前进,因此抑制光传输中光纤的色散以及非线性效应尤为重要。光学相位共轭(OPC)不仅理论上可以完全抑制光传输中光纤的非线性损伤,还可以补偿光纤的偶阶色散,并且在光传输中因不存在光电-电光的相互转换而减少能量损失,从而被人们广泛关注。本文从麦克斯韦方程组出发,通过麦克斯韦方程组求解出波动方程,再由波动方程详细地推导出非线性薛定谔方程,然后利用非线性薛定谔方程解释OPC对光纤非线性效应的抑制原理,并针对OPC模型的结构,详细地研究了四波混频效应(FWM)的转换效率。首先从理论上推导了FWM转换效率的表达式,并利用表达式找出影响FWM转换效率的关键因素;然后通过仿真软件建立FWM仿真平台并模拟FWM过程,仿真了不同条件因素下的FWM最大转换效率;最后搭建FWM实验平台并验证仿真结果。基于OPC对光纤通信系统非线性效应的抑制,本论文分别研究了OPC对单信道光纤通信系统以及WDM光纤通信系统非线性效应的不同抑制程度。首先通过公式推导得到添加OPC模块后单信道QPSK光纤通信系统的SNR,并计算理论Q值。然后针对单信道QPSK光纤通信系统,进行了传输速率为10Gbit/s,传输距离为50km的实验,实验结果与理论结果基本吻合,证明了OPC能够有效地抑制光纤非线性效应,提升系统性能。最后通过仿真软件搭建仿真系统,从入纤光功率、传输速率、传输距离以及调制格式等方面,研究了OPC对单信道以及WDM光纤通信系统非线性效应的抑制,仿真结果表明添加OPC模块后的系统不仅接收端信号质量得到提高,最大输入光功率阈值也得到了提高。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-01）
吴新星[4]（2019）在《高光纤非线性效应忍受度的光OFDM系统研究》一文中研究指出多元化的宽带互联网通信业务,如高清视频点播(HD)、视频通话、远程医疗、电子商务、在线游戏、虚拟现实(VR)、无人驾驶等,已经完全融入大众的日常生活。人们对数据传输速率的需求呈爆发性增长。这些不同网络环境中的数据通信的需求增长将推动整个光通信系统基础的物理层的带宽需求呈爆炸性增长。由于高速率的光纤通信系统存在接收光信噪比(OSNR)和光纤非线性效应的限制。近年来,可在有限光信噪比条件下,提高信道容量并且增加信号光纤非线性效应容忍度的先进的高阶QAM调制格式得到越来越多的研究关注。本学位论文首先针对克服光纤非线性效应的重要技术进行探讨和分析,大致内容和新颖点如下:1.主要分析目前OFDM光传输网络存在较高的峰均比(PAPR)问题,探讨了一种类似于单载波调制技术的离散傅里叶扩频(DFT-spread)技术。阐述了该技术是基本原理和系统框架,同时分析了该技术方案的计算复杂度,相比于传统的OFDM光传输系统,只是增加了少量的加乘运算;系统增加的计算量相比于节省的发射光功率可以忽略为零;最后,建立了相关的VPI仿真实验对理论推导进行验证,得到的结果与理论分析相吻合。2.光纤传输系统由于受到高PAPR而产生的光纤非线性效应会抑制着系统的误码性能。本章节提出了基于麦克斯韦-玻尔兹曼的一种概率整形(PS)技术,并对此展开研究分析,从概率整形技术的基本原理、算法和实验探索概率整形对光纤传输系统的影响。该方案可以将均匀分布的QAM信号“整形”为近高斯分布,在提高了频谱效率的同时,降低了信号的PAPR。实验验证了150Gbit/s DFT扩频概率整形光OFDM系统传输20千米的BER性能。3.基于概率整形技术的高速光通信系统研究成果大部分都源于经典的伯努利-分布匹配算法。除算法本身将引入额外的概率映射开销外,其与前向纠错整合的LDPC编码(概率整形映射之后)还需要引入附加的符号位开销,由此造成系统开销的剧增且消耗了有效带宽资源。针对这一科学问题。本论文的最后一个重要研究内容是基于LDPC编码的“多对一”映射概率整形技术研究,在不改变传统光通信系统收发机中编译码结构的条件下,使得系统可实现速率可以更为接近香农极限。(本文来源于《华侨大学》期刊2019-03-22）
黄琳[5]（2018）在《光纤热极化及其二阶非线性效应的理论与实验研究》一文中研究指出石英玻璃材料具有诸多优良特性,如制造成本低、极低的光学损耗、较高的光学损伤阈值,在现代光电子学以及光纤通信领域有着广泛的应用。由于石英玻璃材料的宏观中心反演对称性,石英玻璃以及石英光纤不具有光学二阶以及其它偶数阶非线性效应。热极化技术可打破其宏观反演对称性,诱导出二阶非线性。目前对热极化的机理进行了大量的研究,虽然认为其机理为载流子的迁移,仍有较多极化现象无法解释。另外由于热极化光纤较低的二阶非线性系数,一定程度限制了其应用价值,因此在热极化光纤的优化、新型热极化光纤设计与应用方面有待进一步的工作,以增大热极化诱导二阶非线性系数、提升应用价值。本文针对于热极化光纤的载流子动力学模型、优化以及新型热极化光纤的设计与应用,开展了一系列深入的理论、仿真与实验研究。本论文取得的主要研究成果与创新点如下:1.提出并验证了光纤热极化二维载流子动力学模型。模型结果揭示了光纤热极化中的载流子、非线性层的演化与分布,极化诱导二阶非线性系数的演化规律。光纤热极化二维载流子动力学模型对于理解光纤热极化中的现象,为实验设计以及极化结果的优化提供理论指导。研究结果首次给出了极化后光纤电光系数的演化规律。2.对双孔热极化光纤的传输特性与极化特性进行了系统的研究。研究了双孔光纤电极孔参数、电极材料的种类对光纤传输特性的影响,给出了双孔热极化光纤传输特性变化规律,在此基础上,研究了电极孔参数对热极化特性的影响,提出了一种具有单偏振特性的极化优化的热极化光纤。3.研究了光纤热极化芯包界面阻碍效应的机制,发现芯包界面的低载流子迁移率是影响芯包界面阻碍效应的根本原因。在此基础上,研究了纤芯、包层载流子迁移率、浓度对芯包界面阻碍效应的影响,提出了克服以及增强芯包界面阻碍效应的方案。4.研究了光纤热极化窄非线性层形成机制,建立热极化氢类载流子双迁移率模型。通过实验结果,推导了窄非线性层载流子分布特性,由此提出了 H+与H3O+载流子双迁移率机制。该模型合理解释了光纤热极化窄非线性层形成的原因,结果表明氢类载流子浓度与Na+浓度相对大小是导致宽非线性与窄非线性层现象差异的根本原因。研究结果对于高度控制非线性层在纤芯中的分布有重要意义。5.研究了基于双阳极热极化光纤的二阶模二次谐波产生。首次提出了热极化光纤二阶模二次谐波产生,通过合理的设计双阳极与纤芯间距、热极化时间,双阳极热极化光纤可实现HE11模、TM01模、HE21模的单独与共同产生,可应用于二次谐波产生矢量波束或多波长、超宽带二次谐波产生。6.提出并研究了电可调谐热极化双芯光纤耦合器。设计孔-芯-芯-孔结构热极化耦合型双芯光纤,基于光纤热极化载流子动力学模型研究了双芯光纤的极化过程,利用双芯方向相反的电光系数,提出了具有高速调谐功能的热极化双芯光纤耦合器。7.实验与仿真研究了多阳极阵列光纤热极化特性。实验制作了含有～50、～500锡电极阵列的钙钠玻璃光纤,极化后利用二次谐波显微镜发现非线性层形成并环绕在～50阳极阵列光纤每个阳极孔、～500阳极阵列光纤外圈阳极孔。基于二维载流子模型的仿真,发现非线性层首先从外圈阳极孔周围形成,在自调节机制的作用下逐渐从外圈阳极孔扩展到内圈阳极孔。(本文来源于《北京交通大学》期刊2018-06-01）
王万里[6]（2018）在《超高速光纤传输系统中非线性效应机理与监测的研究》一文中研究指出21世纪以来,网络用户对于数据速率的需求越来越大,云计算、大数据等技术的快速发展也需要对通信网络进行扩容和升级,因此光纤传输系统需要更高的传输容量来保障日益增长的业务流量需求。在传统的基于强度调制/直接检测(IM/DD)的光纤通信系统中,每个符号所包含的比特数目有限;且由于器件带宽和采样速率的限制,系统的符号速率受限;并且随着速率的提升,系统对色度色散、偏振模色散等损伤的容忍度急剧下降。所以基于IM/DD的系统无法满足用户对通信容量的需求。与IM/DD的光纤通信系统相比,相干光纤通信系统的接收机灵敏度更高,能够支持更高阶的调制格式来提升频谱利用率,且能够在电域用数字信号处理(DSP)技术对信号进行均衡。这些优势使得相干光纤通信系统成为了高速长距离光纤传输系统的首选方案。相干光纤通信系统中,DSP技术能够很好地均衡色度色散、偏振模色散等线性损伤,系统的非线性损伤便成为相干光纤通信系统发展的瓶颈。本论文深入研究了超高速光纤传输系统中光纤非线性效应的模型机理、抑制和监测方案。论文首先从非线性效应的机理出发,验证了高斯噪声模型的适用性,并研究了波分复用系统中使得光纤非线性效应最小的最佳单信道符号速率,有效地抑制了非线性效应。论文接着通过对线性调频(LFM)信号导频进行分数阶傅里叶变换(FrFT)、对差分导频(DP)进行频域抽取等方法,有效地监测了光纤链路中的色度色散、光信噪比(OSNR)和非线性效应。本论文的主要研究内容和创新点分为两个方面:(一)非线性效应机理方面:研究内容:非线性噪声模型是非线性噪声抑制、监测和补偿的基础,而高斯噪声模型是非线性噪声模型研究的重点和热点。为了验证高斯噪声模型的适用性,本论文首先在叁信道Nyquist波分复用系统中对高斯噪声模型进行了验证。研究发现,当系统包含预色散时,采用高斯噪声模型对非线性噪声的估计会更加准确。波分复用系统中,当固定系统的总容量、总带宽和调制格式时,改变单信道符号速率和信道数目会改变非线性噪声功率的大小,选取使得非线性噪声功率最小的单信道符号速率能够有效抑制系统的非线性噪声,进而能够使得系统性能得到提升。本论文研究了波分复用系统中使得非线性效应最小的最佳单信道符号速率。本论文探讨了能够改变系统非线性噪声功率大小的一些系统参数,这些参数包括相位匹配效应、子信道之间的频谱间隙、跨段数目和调制格式等。通过对这些参数进行逐一分析和验证,得出了使得非线性噪声功率最小的单信道符号速率,有效地抑制了非线性噪声,提升了系统性能。创新点:从机理上细致全面地分析了相位匹配效应、频谱间隙、跨段数目和调制格式等影响系统最佳单信道符号速率的因素。为抑制系统的非线性效应和提升系统的传输性能提供了有力的理论依据。(二)非线性效应监测方面:研究内容:色度色散、OSNR和信道间非线性效应的监测是光纤通信系统的维护和优化中需要解决的重要问题。光纤的色度色散值是非线性效应模型、抑制、监测和补偿中最重要的影响参数之一。光纤传输系统中噪声的监测是系统维护和优化的重要组成部分。在光纤传输系统中,接收到的信号噪声主要包括链路中的放大自发辐射(ASE)噪声和非线性噪声,其中ASE噪声功率的监测对应OSNR的监测。在所有的非线性效应中,信道内非线性效应能够用算法补偿。信道间非线性效应便成为非线性噪声监测的重点和难点。在以往的信道间非线性效应监测方案中,基于角度压缩DP的方案是最具代表性一种方法,但是其复杂度高,且低估了信道间非线性噪声的功率。本论文首先提出了一种基于对频域LFM信号导频进行FrFT的色度色散监测方案。该方案首先在频域插入两个中心频率不同的LFM信号导频,在接收端对LFM信号导频进行FrFT,根据两个LFM信号导频在分数阶域的峰值位置差来测量时延差,进而监测色度色散。结果表明该色度色散测量方案具有很好的抗噪声性能。本方案能够使用无DSP的纯器件方案来实现,还能够灵活调节色度色散的测量精度和测量范围,可用于测量动态可重构光网络的色度色散。本论文接着提出了一种基于对时域LFM信号导频进行FrFT的色度色散、OSNR和信道间非线性效应的多系统参数联合监测方案。该方案在待测信道的帧头插入LFM信号导频,且两个偏振态上LFM信号导频的中心频率不同。在接收端对两个偏振态上的LFM信号导频分别进行FrFT,色度色散值能够通过测量分数阶域的峰值位置差来得到。在补偿掉色度色散后,在频域测量ASE噪声功率,并计算出OSNR。再用FrFT将LFM信号导频变到分数阶域,去除掉分数阶域的尖峰,剩下的信号功率可以看做是信道间非线性噪声功率和ASE噪声功率的和,用这个功率和减去在频域求得的ASE噪声功率,得到信道间非线性噪声的功率值。通过以上步骤,本方案实现了抗噪声干扰的色度色散监测、抗非线性效应干扰的OSNR监测和高准确度的信道间非线性监测。本论文最后提出了一种基于频域抽取DP的信道间非线性效应监测方案。首先在待测信道的帧头插入DP序列,在接收到的DP中远离导频的频率范围处测量ASE噪声功率,并求得信道中总的ASE噪声功率。在频域去除尖峰后得到信道间非线性噪声功率和ASE噪声功率和,减去信道中总的ASE噪声功率便得到信道间非线性噪声的功率值。与基于角度压缩DP的信道间非线性效应监测方案相比,该方案对系统的信道间非线性效应估计更准确,且运算复杂度更低。创新点:1.创新地提出了基于对频域LFM信号导频进行FrFT的色度色散监测方案。2.创新地提出了基于对时域LFM信号导频进行FrFT的色度色散、OSNR和信道间非线性效应监测方案。3.创新地提出了基于对DP信号进行频域抽取的信道间非线性效应的监测方案。本论文从光纤非线性效应的机理出发,研究了高斯噪声模型的适用性,分析了使光纤非线性效应最小的单信道符号速率,有效地抑制了系统的非线性噪声,提升了系统的性能;提出了多种色度色散,OSNR和信道间非线性效应的监测方案,有效地评估了系统参数,为超高速光纤通信系统的系统维护和优化提供了重要的支撑。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2018-05-29）
侯敏[7]（2017）在《基于光纤非线性效应的码型转换研究》一文中研究指出因为电子通信设备对输入功率和逻辑转换速率等有一定的限制,不能满足人们对更高速率、更长带宽通信网络的需要。于是研究者就展开了光通信的研究。而码型转换器是光通信中重要的通信设备。非归零码(Non-Return-to-Zero,NRZ)因为传输距离短且有较高的色散容忍度而适用于短距离WDM系统中;而归零码(Return-to-Zero,RZ)因为拥有较好的非线性容忍度而常应用于TDM中。因此NRZ码和RZ码之间的转换有助于实现WDM和TDM系统之间的通信交流。本文利用的核心非线性效应是四波混频,并结合MATLAB仿真软件实现NRZ到RZ的码型转换,主要内容和结果如下:(1)从光传输方程出发,分析耦合方程,重点说明了本文所采用的码型转换依据的核心非线性效应,即简并FWM,并对码型转换的原理进行了介绍。(2)设计出了光电码型转换仿真结构装置。该方案能完成光NRZ到电RZ的转换。同时,从时域、频域和眼图进行MATLAB仿真,证明了码型转换的成功实现。并分析了输入泵浦光功率和输入时钟宽度对生成的RZ信号的影响。以及交换输入泵浦和NRZ信号位置后的码型转换仿真。结果表明:交换输入泵浦和NRZ信号的位置都能很好的实现码型转换。电域下得到的两路RZ信号的功率将会随着输入泵浦光功率的增加而增加。并且,得到的两路RZ信号的时间宽度也会随着输入时钟宽度的增加而增加。整个装置在输入功率很小的情况下就可以发生。整个转换速率是40 Gb/s。(3)设计出了基于M-Z干涉结构的全光码型转换方案。并采用MATLAB仿真验证了从NRZ到RZ全光码型转换的成功实现。采用和光电码型转换相同的讨论分析法,得出了类似的结论,差别是能够得到3路RZ信号。此外,还在此基础上,仿真讨论了XPM和SPM对转换过程的影响。结果表明,这两种非线性效应会造成干涉不完全,影响码型转换。验证完成40 Gb/s的NRZ到3*40 Gb/s RZ的转换。(4)设计出了基于Sagnac干涉结构的全光码型转换方案。采用和M-Z干涉装置相同的分析方法。区别M-Z方案,结果发现:当交换泵浦和NRZ码的位置时,不能实现码型转换。并且,不会存在干涉不完全现象,码型转换质量很好。整个转换速率是40 Gb/s。(5)对比总结本文设计的叁种码型转换方案。(本文来源于《电子科技大学》期刊2017-05-15）
罗兴[8]（2017）在《基于光子晶体光纤非线性效应的波长变换及其应用研究》一文中研究指出光子晶体光纤可以实现高的非线性、灵活可控的色散等独特的性质,非常适合于实现非线性波长变换。通过光子晶体光纤中的各种非线性效应,例如四波混频效应、切伦科夫辐射、受激拉曼散射、受激布里渊散射等,可以极大的扩展激光光源的光谱范围,在许多领域有着重要应用。本文研究了若干种光纤中非线性效应,实现了基于切伦科夫辐射的高效率波长转换,分析了光纤结构对超连续谱的影响;搭建用于泵浦光子晶体光纤的短脉冲锁模激光器,获得结构简单紧凑的全光纤超连续谱光源。本论文主要包括以下几方面:本文研究了在不同结构光纤中实现波长转换,通过分析光纤拉锥对非线性效应的影响,探索了在方形纤芯光子晶体光纤中实现高效率的切伦科夫辐射等。这些为后面实现全光纤化的高质量的超连续谱输出进行了探索打下基础;通过尝试采用受激布里渊散射实现全光纤化超连续谱;最后设计了一种9字型锁模脉冲激光器结合自主设计制备的光子晶体光纤实现了高性能的超连续谱输出。本论文主要内容如下:首先介绍了对光子晶体光纤的特性进行数值分析的全矢量频域有限差分法。对全矢量频域有限差分法算法的推导做出了分析。分析了全矢量频域有限差分法的优点,介绍了提高计算精度的边界胞原进行平均化处理的方法。然后对描述超连续谱产生过程的广义非线性薛定谔方程的推导过程做了分析,利用分步傅里叶算法对非线性薛丁方程进行数值模拟。分析了分步傅里叶算法的特点。结合这两种模拟算法可以对光子晶体光纤中超连续谱的产生进行精确的模拟研究。我们设计并制备了一种七芯光子晶体光纤,对其中超连续谱的产生进行了模拟和实验。提出了通过在这种七芯光子晶体光纤中引入一段拉锥段,可以改变光纤的群速度关系,使得时域上被延迟的长波长区域的孤子加速,实现脉冲的时域再压缩。促使孤子与其他光谱成分在时域上相互重迭,通过非线性作用进一步促进新的光谱成分的产生。模拟和实验结果符合的较好,证明了通过在这种光子晶体光纤中引入拉锥段可以增强超连续谱的短波长成分,改善超连续谱的平坦度和光谱宽度。设计并制备了一种大空气孔方形悬挂芯光子晶体光纤。对该光纤的色散和非线性特性进行了模拟分析。使用1040 nm飞秒脉冲泵浦对该方形悬挂芯光子晶体光纤进行泵浦,实现了效率高达43%的色散波-泵浦转换效率。同时实验证明产生的高效率的536 nm色散波为线偏振。通过对光纤的损耗特性分析证明了该方形悬挂芯光纤的两个正交的线偏振基模在长波长区域的损耗差别很大,类似于单模单偏振光纤,导致只有一个偏振方向上能发生强烈的切伦科夫辐射。搭建了一种结构简单的开腔结构激光器,并研究了其中高峰值功率调Q脉冲的产生以及所形成的超连续谱输出。在1.7 W的LD泵浦功率下即可实现超连续谱的产生。根据实验结果进行分析,证明高峰值功率的纳秒量级脉冲的产生是由于长的单模光纤中受激布里渊散射效应导致的。两段长的单模光纤通过受激布里渊散射效应为光腔提供反馈并窄化脉冲导致被动调Q脉冲的形成。同时长单模光纤作为非线性介质产生800 nm到超过1700 nm的宽带超连续谱。使用长的高非线性光子晶体光纤代替单模光纤获得了光谱更宽、平坦度更高的超连续谱。搭建了一个结构简单的基于非线性萨格纳克环形镜的9字型低重频锁模光纤激光器。该激光器采用双包层掺镱光纤,输出功率可以达到W量级,脉宽数百皮秒。只需经过一级放大就可将输出功率放大至10W以上。结合光子晶体光纤的低损耗熔接技术,我们实现了超宽带的全光纤化超连续谱输出。使用的小纤芯的高非线性光子晶体光纤适合于较低功率宽带超连续谱产生;大芯径的光子晶体光纤可以实现很小的熔接损耗,同时能偶承受较高的泵浦功率,有利于获得高功率的超连续谱输出。(本文来源于《华中科技大学》期刊2017-05-01）
吴闻迪,何晶,王子薇,杜松涛,余婷[9]（2016）在《纤芯可变结构抑制脉冲光纤激光器的非线性效应》一文中研究指出脉冲光纤激光器有着较高的峰值功率和单脉冲能量、优良的输出模式和高的转换效率,在激光精细加工、雷达探测、通信等领域有着广泛的应用。近年来,基于全光纤级MO)PA结构的脉冲激光器已实现平均功率达百瓦以上的激光输出。然而,在脉冲激光放大的过程中,高峰值功率容易达到光纤内的非线性效应阈值,这就需要通过缩短光纤长度、增加有效模场面积等措施抑制非(本文来源于《第十四届全国物理力学学术会议缩编文集》期刊2016-09-27）
唐诗菡[10]（2016）在《外部调控微光纤非线性效应》一文中研究指出自从2003年实现了低传输损耗的微纳光纤的制备,微纳光纤由于其独特的光学特性引起广泛的关注。在非线性领域,微纳光纤由于其微纳量级的模场直径,与光波长量级可比拟,使得光场密度增加,而非线性阈值下降,同时大大增加了非线性系数,使得微纳光纤在非线性领域中迅速成为一个研究热点。本文主要模拟分析了微纳光纤中的四波混频效应与谐波产生过程,通过外部调控的方式,实现非线性过程的可调谐特性,并对折射率调控的二次谐波产生过程实现了实验证实。具体的工作如下：1.应变调控的椭圆微光纤四波混频效应。我们分析了具有双折射特点的椭圆微光纤的色散与非线性性质。并选择合适的微光纤尺寸,模拟分析了应变调控下的四波混频信号光的频率移动,对于长短轴比3：2的椭圆微光纤,在30 mε的应变范围内,可以实现信号光72.35 nm的大波长移动,这一特点可以被设计作为应变传感器,0-30ms的大范围内实现高达2.42 pm/μs的平均灵敏度,而对于0-5000με的较小应变范围,传感器的平均灵敏度还可以继续增加至9.72pm/με。该应变传感器结构简单,价格低廉,灵敏度高。同时还可以应用于频率转换的可调谐光源领域。2.温度调控的四波混频效应。由于光纤的热光效应,温度会影响微光纤的光学性质,我们通过对于微光纤加热,从25℃到100℃,研究了微光纤色散的变化,我们可以看出色散曲线只发生了微小的改变,使得零色散波长移动了0.04nm／℃,但是却能在合适直径的微光纤四波混频过程中引起较大的改变,从25℃到100℃,斯托克斯光移动21 nm。对于温度调控的四波混频效应,我们同样可以作为温度传感器与可调控的频率转换光源来应用。其温度灵敏度最高达到282.7 pm／。C,比普通的光子晶体光纤模式干涉型温度传感器提高了几十倍。3.折射率调控的四波混频效应。这一部分由两种方法展开,第一种我们通过使用液体,如水、甲醇、乙醇等包裹微光纤腰区部分,改变微光纤的包层材料,来模拟分析不同折射率的包层对于微光纤四波混频的影响。我们采用在1064nm泵浦微光纤正常色散区的方法,实现较远距离的斯托克斯光产生,同时通过改变包层的方法,增加了1064 nm处匹配的微光纤直径。对于1.7微米的微光纤,通过甲醇与水这两种在1064nm处有着近似折射率的液体包层的对比分析,得到了信号光大于400 nm的移动,可见包层折射率对于微光纤四波混频的调控效果之强。第二种方法,是通过涂敷不同厚度的特氟龙涂层来达到多包层的效果,不同厚度的特氟龙涂层对于微光纤色散的改变不同,100nm与500nm的特氟龙涂层微光纤零色散波长相差400 nm以上,所以对于四波混频的调控作用也是明显的。4.折射率调控的谐波产生过程。我们同样采用的是液体包层微光纤,与特氟龙涂层的方法,调控谐波产生的匹配条件。为了强化调控的效果,特氟龙涂层应该尽可能厚,可以认为特氟龙作为唯一的包层存在。对于1064nm的泵浦光,可以使得微光纤的匹配直径增大50%-80%,对于1550 nm的泵浦光,可以使得匹配直径到达微米量级。另外我们可以通过改变溶液的浓度来增大微光纤的匹配直径,同时来连续的调控谐波产生的匹配条件。这一部分作出了实验的证明,我们通过在水包层中的微光纤滴加乙醇,来调控液体的折射率,同时使得二次谐波的匹配直径向更大的方向移动。在实验中,我们观察到了二次谐波从无到有再到无的过程,实现了二次谐波匹配条件的外部调控。总之,我们对于外部调控光纤中的非线性过程,四波混频与谐波产生进行了一定的理论与实验的分析,设计了几种不同的外部调控机制,相信这会对可调谐的频率转换过程的未来发展有一定的借鉴意义。(本文来源于《南京大学》期刊2016-05-01）
光纤非线性效应论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
高重频超短脉冲光纤激光已广泛应用于光频梳、光通信、非线性光学生物成像等方面,例如:高重频超快激光可提高信号速率和成像速度,降低荧光蛋白的光漂白和光损伤,显着提高生物成像质量。尽管通过谐波锁模和腔外重频加倍技术能够产生极高重频(>100 GHz)激光,但与基模锁模实现高重频激光相比,具有强度和相位噪声高的缺点。主动锁模虽然也能获得较高重频,但是需要高频信号发生器或其它谐振腔外附加设备;另外主动锁模技术的脉冲整形能力有限,输出脉宽一般为ps量级。因此,本课题基于自主拉制的增益系数高达5.2 dB/cm的铒镱共掺磷酸盐光纤开展基频重复率大于GHz飞秒光纤激光的产生、放大以及非线性效应研究工作:(1)建立了1.5μm GHz重频飞秒光纤激光器的理论模型,实现了基频重复率从1 GHz到5 GHz的1.5μm飞秒光纤激光输出。提出了一种调谐激光器波长和重复频率的新方法,实现了激光峰值波长和重复频率在一定范围内同步调谐。并且通过谐振腔内复合滤波效应在3.2 GHz重频光纤激光器中发现了单孤子到脉冲束的转换状态。(2)开展了1.5μm GHz重频飞秒光纤激光的放大和脉冲压缩研究,实现了重复频率3.2 GHz、平均功率6.5 W、脉宽104 fs的超短脉冲激光输出,揭示了放大过程中光谱尖峰产生及脉冲压缩的机理,在此基础上,最终获得了重复频率3.2 GHz、平均功率2.5 W、脉冲宽度30 fs的激光输出;将此激光作为泵源抽运高非线性光纤,实现了一个倍频程从1000至2400 nm的超连续谱输出,同时实现了中心波长1.25μm、脉冲宽度92 fs、平均功率0.74 W的切伦科夫辐射(CR)飞秒脉冲输出。(3)利用3.2 GHz重频、6.1W的1.5μm飞秒激光泵浦周期极化铌酸锂(PPLN)晶体实现了中心波长800 nm、平均功率570 mW、脉冲宽度174 fs的二次谐波输出,倍频转化效率为16.5%,光斑轮廓呈现良好的基模分布,数值模拟结果与实验相一致。同时也观察到中心波长536.2 nm叁次谐波输出和中心波长397.6 nm的四次谐波输出。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光纤非线性效应论文参考文献
[1].吴迪.基于非线性效应的1.7μm波段光纤激光器的研究[D].长春理工大学.2019
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[3].周雯静.通过光学相位共轭抑制光纤通信非线性效应的性能研究[D].电子科技大学.2019
[4].吴新星.高光纤非线性效应忍受度的光OFDM系统研究[D].华侨大学.2019
[5].黄琳.光纤热极化及其二阶非线性效应的理论与实验研究[D].北京交通大学.2018
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[7].侯敏.基于光纤非线性效应的码型转换研究[D].电子科技大学.2017
[8].罗兴.基于光子晶体光纤非线性效应的波长变换及其应用研究[D].华中科技大学.2017
[9].吴闻迪,何晶,王子薇,杜松涛,余婷.纤芯可变结构抑制脉冲光纤激光器的非线性效应[C].第十四届全国物理力学学术会议缩编文集.2016
[10].唐诗菡.外部调控微光纤非线性效应[D].南京大学.2016
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