高功率超短脉冲全光再生及整形系统的设计

论文摘要

随着超短脉冲技术的迅速发展,其应用领域越来越广泛。与此同时,对于超短脉冲的脉冲质量有了越来越高的要求。本文借鉴传统通信系统中的Mamyshev再生器原理,针对应用于1微米波长正常色散区的高功率超短脉冲进行了全光再生及整形系统的设计,可以实现减小幅度抖动、抑制底噪、减小时域抖动等功能来提高脉冲质量。具体工作内容如下:(1)通过数值求解非线性薛定谔方程,分析计算高峰值功率光脉冲在光纤传输中的非线性展宽以及脉冲的自相似演化,建立了超短脉冲全光再生整形系统的数学模型。(2)在1μm波段具有大的正常色散系统下,分别设计了基于光纤自相位调制效应加偏移中心波长滤波和基于自相似演化加偏移中心波长滤波的两类全光再生整形系统,并对两类系统进行了模型搭建及数值模拟。(3)通过对不同参量设定下两类再生系统的输入输出功率传输函数的研究,分析了再生器各个参数对系统输入输出幅度特性的影响,成功设计优化了具有两类理想传输函数的再生系统,第一种再生系统实现了抑制噪声及抑制幅度抖动,第二种再生系统实现了抑制噪声及线性放大。(4)对两类偏移滤波再生系统的时间抖动特性进行了研究,分析了两类再生系统时间抖动特性,设计优化了两级级联再生系统成功抑制了时间抖动。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
•   1.1 本课题研究目的及意义
•   1.2 常用脉冲再生及整形技术
•   1.3 脉冲整形技术的应用
•   1.4 脉冲放大方法
•   1.5 本文主要研究方法和结构安排
• 2 脉冲在光纤中传输的理论研究
•   2.1 脉冲在光纤中传输的基本方程
•     2.1.1 脉冲的基本传输方程
•     2.1.2 广义非线性薛定谔方程
•     2.1.3 RK4IP算法解广义非线性薛定谔方程
•   2.2 光纤中的群速度色散和非线性效应
•     2.2.1 光纤中的群速度色散
•     2.2.2 光纤中的自相位调制效应
•     2.2.3 不同传输长度中SPM和GVD效应对光脉冲的共同影响
•   2.3 自相似脉冲演化基本理论
•   2.4 本章小结
• 3 高功率超短脉冲再生及整形系统的结构设计
•   3.1 再生及整形系统设计原理
•     3.1.1 基于自相位调制效应和偏移滤波实现全光再生
•     3.1.2 基于自相似演化和偏移滤波实现全光再生
•   3.2 高功率超短脉冲全光再生及整形系统的结构设计
•     3.2.1 基于自相位调制效应和偏移滤波的再生整形系统
•     3.2.2 基于自相似演化和偏移滤波的再生整形系统
•   3.3 本章小结
• 4 高功率超短脉冲再生整形系统输入输出幅度特性研究
•   4.1 再生系统的输入输出功率传输函数
•   4.2 基于自相位调制偏移滤波再生整形系统输入输出幅度特性研究
•     4.2.1 群速度色散对系统性能的影响
•     4.2.2 滤波器带宽对系统性能的影响
•     4.2.3 滤波器中心波长对系统性能的影响
•   4.3 基于自相似演化偏移滤波再生整形系统输入输出幅度特性研究
•     4.3.1 群速度色散和非线性效应对自相似演化的影响
•     4.3.2 滤波器参数对系统性能的影响
•   4.4 两类再生整形系统的抑制幅度抖动性能对比
•   4.5 本章小结
• 5 高功率超短脉冲再生整形系统时间抖动研究
•   5.1 两种再生系统输出脉冲质量
•   5.2 基于自相位调制的再生器引入时间抖动的原因
•   5.3 减小再生器引入的时间抖动的方法
•   5.4 两级级联再生器减小时域抖动性能研究
•   5.5 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果
• 学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 澈勒木格

导师: 魏淮

关键词: 超短脉冲,全光再生,脉冲整形,自相位调制,自相似演化

来源: 北京交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 数学,数学,物理学,无线电电子学

单位: 北京交通大学

分类号: TN24;O241.8

总页数: 84

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