基于光子晶体光纤的光脉冲压缩研究_陆新颖.pdf

光电子技术 Opto-Electronics 基于光子晶体光纤的光脉冲压缩研究 陆新颖 唐棣芳 （上海交通大学技术学院） 摘 要：脉冲压缩是近年来光子晶体光纤中一个新的应用领域，在光通信系统中，利用具有高非线性系数和较大 负色散值的光子晶体光纤进行脉冲压缩，将降低传输时间，提高传输速率。本文从非线性薛定谔方程组入手，深入探 讨光子晶体光纤特性对脉冲压缩的影响，并运用皮秒脉冲在光子晶体光纤中的传输情况，结合示意图，进行光子晶体 光纤中啁啾皮秒脉冲压缩的研究，分析压缩因子、品质因子、脉冲峰值功率等因素对提高脉冲压缩质量的影响。 关键词：光子晶体光纤，非线性特性，啁啾皮秒脉冲，光脉冲压缩，超短光脉冲 Study on the Optical Pulse Compression Based on Photonic Crystal Fiber Lu Xinying Tang Difang (Technical School, Shanghai Jiao Tong University) Abstract: Pulse compression is a new study field of photonic crystal fiber （PCF ），with the unique property of high nonlinearity and larger negative dispersion, PCF could save time as well as increase the speed in transmission. Starting from the nonlinear Schrodinger equations this article deeply discusses the effect of the properties of PCF on pulse compression, and studies on the chirped picoseconds pulse compression in PCF utilizing the transmission behavior of picoseconds pulses in PCF, as well as analyzes the effect of quality factor, compression factor, and peak power of the pulses on enhancing the quality of pulse compression. Key words: photonic crystal fiber (PCF); nonlinear property; chirped picoseconds pulse; optical pulse compression; ultra short optical pulse 0 引言 2 非线性效应下的脉冲压缩分析 高质量的光脉冲压缩技术是现代高速大容量光通信 2.1 理论分析和数值解法 系统的主要技术之一。国内外研究人员已发展了多种光脉 在不考虑光纤损耗的情况下，飞秒光脉冲的耦合非 冲压缩技术[1]，常用的有光纤-光栅对压缩[2]和孤子效应 线性薛定谔方程组无量纲的形式[6]为： 压缩[3]。光纤-光栅对压缩的是可见光和近红外范围的脉 冲，但是这种方法会存在较为严重的光栅对衍射损耗问题。 而利用光纤中的孤子效应进行压缩的实质体就是一根光纤， (2) 其结构简单、操作方便，但由于普通单模光纤的非线性和 色散特性的限制，只能在1330nm 1600nm范围内使用。 光子晶体光纤(PCF)的出现有效地突破了这一限制。