高非线性光纤正常色 的散区利用皮秒脉冲产生超连续谱的相干特性.pdf

物理 学 报 ActaPhys．Sin．Vo1．63，No．8(2014)084203 高非线性光纤正常色散区利用皮秒脉冲产生 超连续谱的相干特性术 贾楠 李唐军 孙剑 钟康平 王 目光十 (北京交通大学光波技术研究所，全光网络与现代通信网教育部重点实验室，北京 100044) (2013年9月7日收到；2013年 12月15日收到修改稿) 使用复互相干度的定义对时域光波分裂前后 以及不同输入噪声、不同初始啁啾和波形下抽运脉冲在高非 线性光纤中产生的超连续谱的相干度进行了数值计算，得到了光波分裂前后和不 同输入噪声下生成的超连续 谱的演化和相干性变化 ．结果表 明：皮秒脉冲在高非线性光纤正常色散区产生超连续谱的相干性主要受到系 统中噪声 占比的影响 其 中由光波分裂生成的频谱旁瓣的相干度低于 由自相位调制生成的中心频谱的相干 度：抽运脉冲啁啾和波形对在高非线性光纤正常色散区产生超连续谱的相干性的影响不明显．若想获得高相 干的超连续谱，需要采用低噪声的脉冲进行抽运；若获得大谱宽高相干度的超连续谱，则需要合理选择皮秒脉 冲的功率． 关键词：超连续谱，相干度，高非线性光纤，复互相干度 PACS：42．65．-k，42．25．Kb，42．81．一i，42．65．Dr DOI：10．7498／aps．63．084203 干性就显得极为重要． 1 引 言 尽管研究人员采用数值模拟和实验方法对超 连续谱的相干性进行 了广泛研究 2[-12】，但其理论 超连续谱是指当足够强的超短光脉冲入射到 研究主要集 中在低重复频率、中心波长在1060nm 介质中时，由于介质中的线性和非线性作用，使超 附近 的飞秒脉冲抽运和光纤反常色散区产生超连 短光脉冲的频谱展宽到100THz的极端频谱展宽 续谱 的相干特性分析上 [8-1o】．而对采用高重复 现象 1976年，Lin和StolenP】首次在光纤中生成超 频率、中心波长位于通信波段 1550nm附近的皮秒 连续谱．随着对超连续谱 的研究不断深入，超连续 脉冲抽运 在高非线性光纤 fhighnonlinearfiber， 谱开始在光学相干层析 fopticalcoherencetomog— HNLF)正常色散区产生超连续谱 的相干特性的研 raphy,OCT)、光谱学、光学频率测量、光学传感及 究没有相关报道．尤其是当高强度 的光脉冲在光 超短脉冲生成等领域有了新的应用．尤其是20世 纤的正常色散 区传播产生光波分裂 fopticalwave 纪90年代，超连续谱在 电信上的应用引起人们极 breaking，OWB)现象时[2】I生成超连续谱的相干 大的关注．这是因为超连续谱可 以为混合使用波分 特性会受到怎样的影响?此外，尽管增加超连续谱 复用技术、时分复用技术和正交相移键控 fquadra— 带宽的最直接有效的方法是提高皮秒脉冲的输入 turephaseshiftkeying，QPSK)技术等的超大容 功率 9【]-但实际情况中超短光脉冲在被放大的同时 量干线光传输系统和网络提供高重复频率、多波长 放大器中自发辐射噪声也会增加．皮秒脉冲抽运在 的超短脉冲光源．但上述应用要求光纤中产生的超 HNLF正常色散区产生超连续谱的相干性是否会 连续谱具有高的相干性．因此，研究超连续谱的相 像在反常色散区一样对初始噪声敏感?皮秒脉冲 国家 自然科学基金 (批准号、北京高等学校青年英才计划 (批准号 YET一2013—452)、新世纪优秀人才支持计划 (批准号 NCET一09—0209