光孤子自频移的发现

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光孤子传输特性研究

光孤子传输特性研究

光孤子传输特性研究随着现代通信技术的不断发展,光通信已经成为了广泛使用的通信手段,然而在光通信领域,如何提高信号传输效率和稳定性成为了研究的重点。

在这种背景下,光孤子传输技术的研究成为了一个备受关注的话题。

本文将详细探讨光孤子传输特性的研究现状和发展趋势。

一、什么是光孤子传输光孤子传输是一种特殊的信号传输方式,它利用的是一种自由传播的孤立波,像海洋中的海浪一样,这种波动在介质中传递而不损失能量和信息,因此具有非常好的传输特性。

相比传统的光信号传输方式,光孤子传输的优点在于传输过程中不需要引入额外的调制信号,可以实现更高的传输容量和更远的传输距离,适应于高速和长距离的信号传输。

二、光孤子传输特性研究进展对于光孤子传输的研究,最早可以追溯到上个世纪七十年代。

在随后的几十年中,学者们对该技术进行了广泛研究,取得了重要成果。

其中,光孤子的发现和研究是光孤子传输技术产生的基础,可以说是目前光孤子通信技术的重要里程碑之一。

随着技术不断进步,研究者们提出了一系列新的方法和技术工具来深入探究光孤子传输的特性和机制。

包括基于多种不同介质的光孤子传输模型研究、综合利用光信道非线性特性来提高信号传输稳定性的方法探索,以及通过纤芯非线性特性的优化来实现光孤子传输的技术突破等等。

三、发展趋势在未来的研究中,学者们对光孤子传输技术的发展趋势也提出了一些预测和期望。

首先,研究人员将继续努力提升光孤子传输技术的数据传输速率和传输距离,并开发出一系列新的传输介质和技术工具,以适应现代通信市场的需求。

其次,学者们将会进一步探究光信道非线性特性对光孤子传输的影响与作用,并优化相应的传输模型,以实现更高效、更稳定的光孤子传输的实现。

最后,研究人员还将进一步探索光孤子传输技术在其他领域的应用,例如在量子通信、生物医学等领域的研究。

总的来说,光孤子传输技术的研究具有广阔的前景和重要的应用价值。

在未来,学者们将继续在该领域进行基础性和创新性研究,为光通信技术的发展注入新的动力。

光孤子的研究进展

光孤子的研究进展

研 究 , 出 了著名 的 K V方 程 并 导 出 了方程 的孤 立波 解 , 释 了 R sel 现 的 浅水 波 现象 。美 国科 学 家 提 d 解 usl发 Z bsy和 K ukl 16 auk rsa 2在 9 5年研 究 了 等离 子体 中 孤 立 波 的相 互 作 用 过 程 的 数 值 模 拟 , 现 孤 立 波 在 相 发 互 作 用 过程 中保持 动 量 和能 量 守恒 。 因为发 现 的该 种 孤 立波 具 有 类似 于 粒 子 的行 为 , 因此 , 命 名 为 “ 被 孤
焦效 应来 平衡 光束 的衍射 效应来 形成 的空 间 光 孤子 。 19 9 2年 M. ee S gv等 从 理 论 上 分析 当在 光折 变材 料
上 加 电场 出现 光束 自陷 , 预言加 一定 外 电场 时 能形 成 空 间光 孤 子 ,9 3年 G C D re等 19 . . ue 功率低 等特点 被研 究应用 于集 成光 学元件 之 间 的连 接 和光信 息储存 处理 。 卜
Ke y wor s d :o t s p c ;o tc ls l o i p a o i n;tmpo a p i a o i n;s a ia p c o i n i t e r o t l s lo l c t p t l o t a s lo c i l t
近4 0来 , 孤 子理 论及 其 应 用得 到 了迅 速 发 展 , 今 它 依 旧是 非 线 性 光 学 领 域 中 的研 究 热 点 之 一 。 光 至
效应 形成 的时 间光孤 子 , 现为 光脉 冲在 传 输 过程 中保 持形 状 不变 ; ) 空域 中通 过 自聚焦 或 自散焦 效 应 表 2在 平衡 衍 射效 应得 到 的空 间光 孤 子 , 表现 为 与传播 方 向正交 的 横 向光束 保 持不 扩 散 。17 9 3年 , 立波 的观 点 孤 引入 到 了光纤传 输 中 , sgw Haea a和 T pet apr首次提 出光 孤子 的概念 , 他们 预 言光脉 冲可 以在光 纤 中无 色散 的 传播 的前 提是非 线性 自相 位调制 效应 能够 平衡 光 的色散 效应 , 样得 到 的光 脉 冲 的脉 冲宽 度 沿 时 间轴传 播 这 保持 不变 , 因而 被称 为时 间光孤子 。18 90年 , l nur Moeae 等 在 贝尔实 验室观 察 到了光 纤 中的时 间光 孤子 的 l 演变 过程 。凭借 人们 在这 方 向多年 的努力研 究 , 间光孤 子 已经 比较 成 熟并 应用 在 光 孤 子通 信 领域 。与时 时 间光 孤子 对应 的空 间光孤 子存在 于 K r或类 K r介 质 , er er 后来 人们 才注 意到 光折 变介质 中利 用 自聚焦或 自散

奔跑在追“光”路上——记上海大学通信与信息工程学院教授郭海润

奔跑在追“光”路上——记上海大学通信与信息工程学院教授郭海润

@先裡人物I* ntil t'ltarnt'l奔跑在追“光"路上—记上海人学通信9信息匸程学院教授郭海润■ 文/徐飞光学频率梳是激光技术领域的 重大革新,如今光频梳在超高精度 光钟、物理常数精密测量、类地星 体/系外生命探测、电子运动的阿秒 动力学测量,超精细光谱测量、光 通信多波长光源等方面呈现出显著 的技术优势和广阔的应用前景,同 时也受到国防科技、电子信息等领 域的高度关注。

2007年,洛桑联邦 理工学院Kippenberg 教授课题组发 现了一项新的光频梳产生技术,即 在微纳尺度的光学谐振腔内通过超 快非线性光学效应,产生光频梳。

这一发现极大地推动了光频梳向小 型化,乃至芯片化的发展,为光频 梳的技术和应用带来革命性的突 破。

2015年加入Kippenherg 课题组 的郭海润,先后从事了多项关于微 腔光频率梳的研究工作’博士阶段 所积累的超快非线性光学基础,能 够帮助他快速融入团队,并发挥带 头作用,攻克科研难题。

敢于创新,认真务实郭海润的祖籍是江苏镇江, 和大多数江苏人一样,丰饶的水土 文化与雄厚的历史底蕴造就了他好 学聪慧、内敛务实的特质。

在学习 中,较强的求知欲,特别是对于新 的事物的好奇心使其不断探索,努 力科研,在大学三年级时,他通过 上海大学优秀本科生培养计划进入 特种光纤与光接入网省部共建重点 实验室,在实验室主任王廷云教 授.庞拂飞、曾祥龙等多位老师的 指导下,初步接触光纤光学、光通 信方向的科学研究。

2011年硕士毕 业后,同年,郭海润以全额奖学金 进入丹麦技术大学光子学工程系, 攻读博士学位。

2015年初,郭海润进入洛桑 联邦理工学院,加入Kippenberg 教 授课题组,开始博士后研究工作。

进入课题组伊始,郭海润就根据经 验,准确判断出了实验过程中的一 个新发现一一微腔内的拉曼孤子自 频移效应——表明在微腔内持续积 累的高强度光,可以激发材料分子 的本征振动,导致由于震动损失部 分能量,光频梳整体出现光谱红移 的现象。

光折变空间光孤子的研究进展

光折变空间光孤子的研究进展

光折变空间光孤子的研究进展光折变空间光孤子是一种在非线性介质中传输的一维光波,其特点是能够在传输过程中保持形状和能量不变。

这种特殊的光波在光子学、通信和信息处理等领域具有重要的应用价值,因此引起了科研人员的广泛关注。

本文将探讨光折变空间光孤子的基本概念和研究进展。

一、光折变空间光孤子的基本概念光孤子是一种波动现象,具有孤立传播的性质,能够在介质中传输而保持形状和速度不变。

光折变是指其中介质的非线性响应随着光波传输而改变的现象。

光折变可以影响光波的光程,使其产生相位和幅度的调制,进而形成光孤子。

光折变空间光孤子是在介质中由光传播而形成的稳定的孤立光波。

光折变空间光孤子的形成可以通过控制光波的强度和相位来实现。

一种常用的方法是利用非线性介质中的非线性折射率效应,通过适当选择介质的非线性系数和光波的频率、强度等参数来调控光波的传播特性。

另一种方法是利用光纤波导等结构中的非线性效应,通过适当设计波导结构来实现光波的孤子传输。

光折变空间光孤子的研究自20世纪80年代开始,随着光子学和光通信技术的发展,其在传输和处理光信号中的应用越来越受到重视。

研究人员在光折变空间光孤子的形成机制、传输特性、应用等方面取得了许多重要的进展。

1.形成机制:研究人员通过理论模拟和实验观测发现,光折变空间光孤子的形成与介质的非线性响应、光波的传播特性等因素密切相关。

他们通过调控光波的强度、波长和频率等参数,以及设计非线性介质的结构和性质,实现了对光孤子的有效控制。

2.传输特性:研究人员发现,光折变空间光孤子具有稳定的传输性能,能够在介质中传输一定距离而不发生衰减或扩散。

他们通过理论分析和实验验证,在光波传输过程中研究了光孤子的形变、速度、功率衰减等特性,为光孤子的应用提供了理论支持。

3.应用:光折变空间光孤子在光子学、光通信和信息处理等领域具有广泛的应用价值。

研究人员利用光孤子的稳定传输特性,设计了一系列光信号处理器件和系统,如光纤通信设备、光波导器件、光学存储器等,为光通信和信息处理技术的发展做出了贡献。

光孤子的形成及光通信中应用

光孤子的形成及光通信中应用

摘要孤子现象存在于众多领域中,自孤子波在十九世纪被发现以来,孤子理论始终是数学、物理学和通信等领域中重要的研究方向。

光孤子的形成是光脉冲线性的时间域色散被非线性的自位相调制过程平衡。

光孤子不仅仅是一个重要的科学研究方向,它同时具有重要的应用前景,可能成为新一代的光通信传输模式和高速全光开关。

本文详细介绍了光孤子的基本理论及处理方法,光孤子通信的基本原理及其发展现状。

基于光孤子通信系统中孤子脉冲的传输所满足的变系数非线性薛定愕方程,研究了孤子脉冲的传输系统的关键技术。

主要的技术有:光孤子源:分析了三阶色散和五阶饱和吸收等高阶非线性效应对被动锁模光纤环形孤子激光器的稳定性的影响, 通过路径平均非线性薛定谔方程的求解,获得了被动锁模光纤环形孤子激光器稳定运行的条件。

用绝热近似法以及通过主动锁模光纤环形孤子激光器稳态锁模方程的求解,获得了这种激光器输出孤子脉宽的近似表达式和精确表达式,并对它们的适用范围进行了比较。

分析了一种新型的主被动锁模光纤环形孤子激光器.通过路径平均非线性薛定得方程的求解.获得了激光器稳定运行的条件,并作了数值模拟。

脉冲在色散缓变光纤中的传输特性和规律:光纤损耗引起孤子幅值指数下降,指数缓变色散起到放大作用,正好能够补偿光纤损耗引起的幅值下降;光纤色散变化参量引起孤子中心位置随传输距离作非线性漂移。

光孤子放大器:用常规掺铒光纤放大器放大超短光孤子存在一个重大困难,就是在放大过程中光纤非线性效应会引起孤子波形及频谱畸变,使得输出脉冲不再具有孤子特性,从而影响系统性能。

提出一种利用掺铒光纤环镜放大超短光孤子的新方法。

AbstractSoliton phenomena exist in many fields, from the soliton wave was found in the nineteenth century, since the soliton theory has always been mathematics, physics and important areas of communication research. The formation of soliton pulse dispersion is linear time-domain nonlinear process of self phase modulation balance. Soliton is not only an important research direction, it also has important applications, may become a new generation of optical communication transmission mode and high-speed all-optical switch. This paper describes the basic theory of optical solitons and treatment, the basic principle of optical soliton communication and its development status. Optical soliton communication systems based on soliton pulse which is satisfied by the transmission of variable coefficient nonlinear Schrödinger equation stunned to study the soliton transmission system of key technologies. The main technologies are:Soliton Source: analysis of five third-order dispersion and higher-order nonlinear effects such as saturable absorber for passive mode-locked fiber ring soliton laser stability, the average through the path of solving the nonlinear Schrödinger equation to obtain the passive lock mode fiber ring soliton laser stable operation conditions. Adiabatic approximation and by using active mode-locked fiber ring soliton laser mode-locked steady-state equation to obtain the laser output soliton pulse width of this approximate expression and precise expression, and their scope of application were compared. A new analysis of passive mode-locked fiber ring soliton laser. Through the path set at the average nonlinear Schrodinger equation. Obtain the conditions for stable operation of the laser and the numerical simulation. Pulse in dispersion-decreasing fiber in the transmission and law: the fiber loss caused by soliton amplitude fell, the index slowly varying dispersive amplification play, just to compensate for fiber loss due to decline in amplitude; fiber dispersion parameters caused changes in the center of soliton with the transmission distance for linear drift.Soliton amplifiers: the conventional erbium-doped fiber amplifier there is an ultrashort optical soliton major difficulties is that in the amplification process may cause nonlinear effects in optical fiber soliton waveform and spectrum distortion, making the output pulse is no longer with the solitons, thus affecting the system Performance. A proposed use of erbium-doped fiber loop mirror to enlarge A new method of ultrashort optical solitons.目录第一章概述 (1)1.1光孤子的基本概念 (1)1.2光孤子的特点 (2)1.3 光孤子的研发历程 (2)第二章光孤子传输基础及其系统关键技术 (5)2.1光孤子传输基础 (5)2.1.1光孤子形成的机理 (5)2.2 光孤子传输原理 (5)2.2.1光纤中光孤子传输遵循的非线性薛定愕方程 (8)2.2.2光孤子传输的基本性质 (10)2.2.3影响光纤孤子传输特性和传输容量的主要因素 (11)2.3 光孤子传输系统及其关键技术 (14)2.3.1 光孤子传输系统 (14)2.3.2 系统的关键技术 (15)2.4 光孤子传输系统实验研究现状及展望 (17)第三章光孤子源 (18)3.1光孤子源实验研究 (18)3.1.1. 增益开关半导体激光器 (18)3.1.2 F-P滤波器 (21)3.1.3 掺饵光纤放大器 (22)3.2 被动锁模光纤环形孤子激光器 (22)3.2.1被动锁模光纤环形孤子激光器的结构和工作原理 (23)3.2.2激光器稳定性的分析 (24)3.3 主动锁模光纤环形孤子激光器 (27)3.3.1主动锁模光纤孤子激光器的结构 (27)3.3.2主动锁模孤子激光器输出的孤子脉冲宽度与其结构参数的关系 (28)3.4 主被动锁模光纤环形孤子激光器的结构 (33)3.4.1 数学模型 (34)3.4.2 数值模拟 (35)3.4.3 激光器稳定性的分析 (36)第四章光孤子放大器 (40)4.1 掺饵光纤放大器(EDFA) (40)4.2掺饵光纤放大器的一般特性 (41)4.3 超短光孤子在掺铒光纤放大器中的放大 (42)4.4 超短光孤子在放大环镜中的放大 (44)总结 (49)致谢 (50)参考文献 (51)第一章概述1.1光孤子的基本概念"孤子"是英文soliton的译名,最早是英国海军工程师于1834年偶然发现的船舶在河流中航行时形成的一种特殊的形状不变的水波,称为孤子波(solitorywave)。

光孤子

光孤子

然而,若这一磁场变得再强一些、再大一些,则磁场中会存在一点,在此处将产生孤子式磁涡旋,它能渗透或开隧进入超导体。实际上,这是一个孤子穿过另一个孤子。
光子着稳定的形状的某种波形。所谓空间光孤子,就是光束宽度或者说光束截面不会发生变化的光束。举个例子吧,比如手电发出的光照到墙 上时会出现一个远比手电截面大的多的光截面,而如果它发出的光照到墙上时出现一个和自身一样大的光截面,那就叫空间光孤子了。
3 Ferrando, M. Zacarés, P. Fernandez de Cordoba, D. Binosi and J. Monsoriu, Spatial soliton formation in photonic crystal fibers, Opt. Express 2003(11): 452-459
由于孤子具有这种特殊性质,因而它在等离子物理学、高能电磁学、流体力学和非线性光学中得到广泛的应用。
1973年,孤立波的观点开始引入到光纤传输中。在频移时,由于折射率的非线性变化与群色散效应相平衡,光脉冲会形成一种基本孤子,在反常色散区稳定传输。由此,逐渐产生了新的电磁理论——光孤子理论,从而把通信引向非线性光纤孤子传输系统这一新领域。光孤子(soliton)就是这种能在光纤中传播的长时间保持形态、幅度和速度不变的光脉冲。利用光孤子特性可以实现超长距离、超大容量的光通信。
而光子晶 体,其本质是周期性的光结构。周期性结构光学介质系统由于其独特的关于光传输的控制等一些特性近几年引起了人们的强烈关注,兴起了人们对周期性光结构中的 非线性光传输,即对非线性效应和周期性效应相互作用的研究,包括耦合波导阵列中的分立孤子,光子晶体光纤中的空间孤子,以及光晶格中的空间孤子等。一方 面,这类系统将是发展全光开关器件的理想元件。光孤子对于高速率远距离大容量的全光通信技术的研究和孤子通信技术的商用化具有无可替代的重要性。另一方 面,光孤子与周期光结构相互作用的研究同时也将促进其他领域孤子研究的发展,比如像生物分子链,固体物理中电子波所遇到的晶格结构,以及玻色-爱因斯坦凝 聚中的周期光学势阱。所有形式的孤子具有共同的物理本质和行为特征,借助于周期型光结构中的光孤子,将帮助理解和探索其他孤子的研究和物理机制。因此,这 方面的研究已成为光孤子研究领域新兴的方向。

第07章孤子和光孤子概述

第07章孤子和光孤子概述
FPU 通常把能量放到对应的线性问题的几个最低模中。在线性问题中第一个模的能量永远保持不变, 没有新的模被激发。在非线性问题中,能量从低模传到较高模,FPU 希望这个过程继续下去,直到能量在 所有被安排到他们的计算方案中的模上变得均匀分布为止。他们在 x 空间中取了 64 个点,即有 64 个不同 的模。他们希望看到能量在这 64 个棋上的分布.那么,所观察到的演变过程就能够作为一种更复杂的物 理系统的热化模型。 现在,碰到了很令人惊奇的事情——至少,这似乎使得参加这个问题研究的,或听到过它的每一个人 都感到惊奇,能量并不热化! 事实上,初始时刻能量在所有最低模中,经过在几个低阶模之间来回传递 之后, 重新聚集在最低模, 准确度为 1~2%, 随后过程近似重复。 他们知道, 这种现象并不是庞加莱(Poincare) 回归性的例子。在 63 个独立运动的质量系统中,回归所需的时间是很长的。说得确切一点,系统似乎像 一组线性耦合的谐振子那样在环面上作准周期运动(如果两个基本频率是: 1 , 2 ,且 1 / 2 m1 / m2 ,
158
(McLaughlin)发表综述文章, 在电子、 光学界普及了孤子知识。 同年, 长谷川 (Ahasegawa) 和托皮特 (Tappert) 预言光纤孤子的存在。1975 年,克鲁汉森 (Krumhansl) 和施切弗 (Schieffer) 开始研究了孤波的统计力学。 第三阶段 (1973~),把孤子的概论广泛应用于物理学、生物学、天文学等各个领域。同时,开展高维 孤子的研究,1980 年非线性效应专刊 Physica D 问世,与此同时,光纤中的孤子已在实验中产生出来。此 后的发展更是突飞猛进,文献数不胜数,各种专著及述评琳琅满目,有关专为 h 的 N 个非线性弹簧一个连一个,两端的连着固定边界。当这些弹簧被压缩或伸长 时,他们产 生一个力:

非线性光纤光学-第五章-光孤子

非线性光纤光学-第五章-光孤子

➢ 孤子的物理理解: ✓ 光孤子由色度色散和自相位调制的结合而形成。 ✓ 通过选择适当的波长和脉冲形状,激光产生孤子波形, 孤子波形通过
自相位调制抵消掉色度色散,从而保持波形不变。 ✓ 色度色散和啁啾(chirp)彼此抵消,从而产生孤子。
光孤子的数学描述
➢ 非线性薛定谔方程(NLS) 从数学上描述光孤子需要用到前面介绍的NLS,
✓ 随着波分复用技术的出现,色散管理技术被普遍采用,它通过周期性色散图从 总体上降低GVD,而在局部GVD则保持较高值。β2的周期性变化形成另一个光栅, 可以显著影响调制不稳定性。在强色散管理情况下(相对大的GVD变化),调制 不稳定性增益的峰值和带宽均减小。
✓ 调制不稳定性在几个方面影响WDM系统的性能。研究表明,四波混频的共振增强 对WDM系统有害,特别是当信道间隔接近调制不稳定性增益最强的频率时,使系 统性能明显劣化。积极的一面是,这种共振增强能用于低功率、高效的波长变 换
A z
i 2
2
2 A T 2
1 6
3
3 A T 3
i
|
A |2
A
2
A
为了简化孤子解,首先忽略光纤损耗和三阶色散,并引入归一化参量
U A , z , T
P0
LD
T0
输入脉冲宽度
归一化的方程为:
峰值功率
LD
T02
| 2
色散长度 |
i U
sgn(2
)
1 2
2U
2
N2
U 2U
N 2 LD
P0T02
第五章 光孤子
1.调制不稳定性 2.光孤子 3.其他类型孤子 4.孤子微扰 5.高阶效应
1.调制不稳定性

非线性光学中的自聚焦与光孤子

非线性光学中的自聚焦与光孤子

非线性光学中的自聚焦与光孤子非线性光学是研究光在非线性介质中传播和相互作用的学科。

在非线性光学中,自聚焦和光孤子是两个重要的现象。

自聚焦是指光束在传播过程中,由于介质的非线性响应而自动聚焦成一个更小的光斑。

而光孤子则是一种特殊的光束模式,它能够在非线性介质中稳定地传播而不发散。

自聚焦现象最早是由俄国科学家Zakharov和Shabat在1968年提出的。

他们研究了非线性薛定谔方程,发现在介质具有自聚焦效应时,光束在传播过程中会自动聚焦。

这个现象引起了人们的广泛关注,并在实验中得到了验证。

自聚焦现象的产生是由于非线性介质对光的响应与光强有关。

当光束的强度足够大时,非线性介质的响应会导致光束的折射率发生变化,从而使光束自动聚焦。

这种自聚焦效应可以用非线性薛定谔方程来描述,该方程是一个非线性偏微分方程,可以通过数值方法求解。

光孤子是另一种非线性光学中的重要现象。

光孤子是指一种特殊的光束模式,它能够在非线性介质中稳定地传播而不发散。

光孤子的形状可以是一个单峰的光脉冲,也可以是一个双峰或多峰的光脉冲。

光孤子的传播速度可以根据非线性介质的性质和光场的特点进行调节。

光孤子的产生和稳定传播是由非线性介质的非线性效应和色散效应共同作用的结果。

非线性效应可以使光场自聚焦形成光孤子,而色散效应可以抵消光场的扩散,保持光孤子的形状稳定。

因此,非线性光学中的自聚焦和光孤子是密切相关的。

自聚焦和光孤子在实际应用中有着广泛的应用价值。

它们可以用于光通信、光纤传输、激光加工等领域。

例如,在光通信中,自聚焦和光孤子可以增加光信号的传输距离和传输速率,提高光通信系统的性能。

在激光加工中,自聚焦和光孤子可以实现高精度的材料加工,提高加工效率和质量。

总之,非线性光学中的自聚焦和光孤子是两个重要的现象。

它们的研究不仅有助于深入理解光在非线性介质中的传播和相互作用机制,而且具有广泛的应用前景。

随着科学技术的不断发展,相信自聚焦和光孤子在光学领域的研究和应用会取得更加重要的进展。

光孤子发展及应用

光孤子发展及应用

光孤子自从197‎3年被Ha‎s egaw‎a和Tap‎p ert提‎出以后,引起了人们‎广泛研究。

空间光孤子‎是光束在传‎播过程中由‎非线性效应‎平衡衍射效‎应的结果,空间光孤子‎一直是非线‎性光学研究‎前沿。

光孤子在全‎光网络,光通信以及‎光逻辑器件‎方面有着非‎常重要的应‎用,在Snyd‎e r和Mi‎t chel‎l开创性地‎提出强非局‎域下空间光‎孤子模型后‎,有关强非局‎域非线性介‎质中的孤子‎研究在近几‎年一直是热‎点。

Guo等在‎理论上提出‎和论证了在‎强非局域下‎孤子传输会‎出现大相移‎现象,为逻辑门和‎光开关的实‎现提供了一‎个强有力的‎理论指导。

但是Sny‎d er模型‎为简化的理‎想模型,在真实的物‎理系统中,光束的传输‎将变得更加‎复杂,而且理论和‎数值模拟表‎明,高阶孤子不‎能够稳定传‎输。

在不同非局‎域程度下,不同非线性‎介质中的光‎孤子的传输‎性质以及孤‎子间的相互‎作用的研究‎已取得了很‎大的成果定义孤子(Solit‎o n)又称孤立波‎,是一种特殊‎形式的超短‎脉冲,或者说是一‎种在传播过‎程中形状、幅度和速度‎都维持不变‎的脉冲状行‎波。

有人把孤子‎定义为:孤子与其他‎同类孤立波‎相遇后,能维持其幅‎度、形状和速度‎不变。

孤子这个名‎词首先是在‎物理的流体力学中提出来的‎。

1834年‎,美国科学家‎约翰·斯科特·罗素观察到这样‎一个现象:在一条窄河‎道中,迅速拉一条‎船前进,在船突然停‎下时,在船头形成‎的一个孤立‎的水波迅速‎离开船头,以每小时1‎4~15km的‎速度前进,而波的形状‎不变,前进了2~3km才消‎失。

他称这个波‎为孤立波。

其后,1895年‎,卡维特等人‎对此进行了‎进一步研究‎,人们对孤子‎有了更清楚‎的认识,并先后发现‎了声孤子、电孤子和光‎孤子等现象‎。

从物理学的‎观点来看,孤子是物质‎非线性效应‎的一种特殊‎产物。

第08章光纤中的光孤子

第08章光纤中的光孤子

图 8.2.1 光纤中脉冲被展宽
196
对于光线 1,其单位长度上的延时为 1
n1 n1 ,对于光线 2,通过单位长度的延时为 2 ,c c sin c c
为全反射临介角,要根据全反射条件有 sin c n2 n1 。最高模式与最低模式间的群延时差为:
m 2 1
0.629
2 D L
c
,由此可以看出,通过改变控制光纤长度 L ,可以控制光学孤子
的脉宽。这是与通常的锁模激光器完全不同的。这个式是表示是二阶光学孤子,在上述孤子激光器中,在 实验上观察到的是二阶光学孤子,脉宽可达到皮秒,甚至飞秒。 实验发现孤子激光器的输出出现光学孤子与宽脉冲的无规交替,所以存在孤子激光器的稳定问题。这 种不稳定性来源于控制光纤腔,由于附腔反射镜的振动、漂移等,造成工作参数的随机变化,使从光纤反 馈回主腔的脉冲激光与主腔振荡的脉冲激光发生相位, 破坏了同步。 可通过外加伺服系统控制附腔的腔长, 使孤子激光器稳定地运转。 实验发现当孤子激光器的光纤中的光功率 p p 时,第光纤中传输的光学孤子的能量,从高频向低 频转移,在光孤子频谱的低端出现一个小峰,此称光学孤子的自频移现象。频移量 与光纤中的平均功 率的平方成正比,所以 1 c 。研究自频移现象,有利于得到频率稳定的孤子激光器。
而对于反常色散介质,则有:
dn 0 ,从而 Vg V d
而在无色散介质中,则:
Vg V
195
光脉冲能量在光纤中的传播速度为群速度,光脉冲行经单位长度所需时间称为群延时,
g
1 dk V g d
(8.2.8)
上式与(8.2.5)相比,展开式(8.2.3)的系数 k1 就等于单位长度上的群延时。如果 dk d 为常数,则群延时将 不随频率而变,光脉冲在光纤中传输的形状保持不变,没有展宽。但是,一般来说, dk d 不为常数, 这就出现了群延时差,造成脉冲的展宽。总的延时差 由三部分组成

光孤子

光孤子

2014 年春季学期研究生课程考核(读书报告、研究报告)考核科目:光波耦合理论学生所在院(系):理学院物理系学生所在学科:光学姓名:王磊学号:13S011062学生类别:统招光折变空间孤子的基本理论1 引言“孤子”是非线性科学中一个很重要的研究对象。

最早发现并给予科学记载的孤子现象可追溯到1834年,英国科学家Scott Russell在一条浅且狭窄的河道中的观察到一个轮廓分明的圆形水峰向前行进,在行进的过程中水峰的形状和速度都不变,水峰两侧的河水依然保持平静如初。

Russell认为他所观察到的这个水峰是流体运动的一个稳定解,并称之为“孤立波”。

六十多年后,荷兰著名数学家Korteweg和de Vires建立了描述浅水波运动的KdV方程,证明了孤子波的存在。

1995年,美科学院院士Kruskal和物理学家Zabusky提出,孤立波在等离子体中发生碰撞后保持各自的波形不变,且能量和动量守恒。

根据孤立波的这一特点,他们将其命名为“孤立子”,简称“孤子”。

20世纪90年代初,人们在光折变介质中发现了一种新型的空间孤子——光折变空间孤。

所谓空间孤子指的是光束的线性衍射效应和非线性的自聚焦效应达到平衡时的光束波形保持不变(图1)。

光折变空间孤子则是指存在于具有光折变效应的电光材料中空间光孤子,这种空间孤子对入射光强没有明显的阈值要求,其成因为光照情况下,光折变介质内部可以激发出自由电荷,这些自由电荷或因浓度梯度扩散,或在电场作用下漂移,或由光伏效应而产生迁移运动,造成正负电荷的分离,从而产生空间电荷场,在线性电光效应作用下空间电荷场会使晶体中形成折射率透镜或是波导,就会对光束产生一定的空间约束会聚作用,从而抵消由于衍射导致的波形展宽,使得光束能够保持空间波形不变的在晶体中传播。

图1 空间光孤子形成示意图。

实线为光束强度空间包络,虚线为光束波前。

(a)光束发生自聚焦; (b)光束发生衍射展宽; (c)孤子传播2 光折变空间光孤子分类根据折射率的变化情况,可以将稳态光折变空间光孤子分为两大类:一是非中心对称光折变空间光孤子,其折射率的变化遵从线性电光效应(普克尔效应);二是中心对称光折变空间光孤子,其折射率的变化遵从二次电光效应(克尔效应) 。

光孤子

光孤子

光孤子的相互作用
时间孤子相互作用: 与初始间距,初始相位差和孤子振幅有关
空间孤子的相互作用
空间孤子的相互作用
Science 286, 1518 (1999).
Thank you !
m n
w
群延时差
多模色散
光纤材料色散
光纤波导结构色散引起
m n w
克尔效 克尔效 应 应
n n0 n2 I
n0 n2
线性折射率
克尔系数
设光脉冲在光纤中传播长度为 l ,则由克尔效应引起的相位移动为 2 n2 Il
0
自相位调制 附加相位引起的频移
dk 1 k d 0 vg
0
d 2k k d 2
0
d 1 ( ) d vg
0
1 dvg 2 vg d
0
d 2k k d 2
0
1 dvg 2 vg d
0
d 2k k d 2
光孤子的分类及形成机理
光孤子:时间孤子和空间孤子
时间光孤子形成机理:
群速度色散
克尔效应 强光
脉冲展宽 自相位调制 脉冲压缩 前沿传播慢, 后沿传播快
反常色散区:频率前沿 红移、后沿蓝移
脉冲展宽与脉冲压展宽
k n

c
1 k k0 k ( 0 ) k ( 0 ) 2 L 2
2 I n2l t 0 t
附加相位引起的频移 2 I n2l t 0 t I 0 0 脉冲前沿 t 脉冲后沿 反常色散
I 0 t
dvg 0
0
d 脉冲前沿速度变小,脉冲后沿速度变大

光孤子产生背景

光孤子产生背景

• •
1.3 光孤立子的数学模型及定义 1895年,Korteweg和Vries提出了著名的KDV方程,从而建立 了孤立子的数学模型。后来经过漫长的时间,直到1973年, 美国威苏康星大学的A.C.Scott等人提出孤立子的正式定义: 孤立子是非线性波动方程的一个孤子波解,它可传播很长 的距离而不变形,当它与其它同类孤立波相遇后,保持其 幅度、形状和速度不变。 其光孤子的概念还可进一步概括为:某一相干光脉冲在通 过光纤时,脉冲前沿部分作用于光纤使之激活,而其后沿 部分则受到光纤的作用获得增益,前沿失去的和后沿获得 的能量相互抵消。其结果使得光脉冲传输时,没有任何形 状上的变化,即形成一个稳定的光孤子或光孤立子。
首先将光孤子应用于光通信的设想是由美国贝尔实验室的信的设想是由美国贝尔实验室的ahasegawaahasegawa于于19731973年提出年提出的他经过严格的数学推导大胆地预言了在光纤地负色的他经过严格的数学推导大胆地预言了在光纤地负色散区可以观察到光孤子的存在并率先开辟了这一领域的散区可以观察到光孤子的存在并率先开辟了这一领域的研究工作拉开了这一阶段以理论研究的序幕研究工作拉开了这一阶段以理论研究的序幕
展望
• • 4.2 展望 光孤子通信以其巨大的应用潜力和发展前景令世人瞩目, 尤其是EDFA技术的迅速发展使得几十至几百吉比特率,几 千至几万公里的信息传输变得轻而易取。如此美好的应用 前景、如此诱人的事业,一定会吸引国内外众多科技人员 为之努力贡献。本世纪初叶就会看到光孤子通信实用化的 到来。在结束本文之前我们用图 2结尾。图2光孤子通信的 现状与展望。 从图2可见,三个座标分别表示传输距离、传输速度和 EDFA的性能,图中的阴影部分表示目前的现状,三个轴所 表示发展方向,表示未来的前景和达到的性能指标。

孤子间互作用相对间距与相位关系的解析分析

孤子间互作用相对间距与相位关系的解析分析

孤子间互作用相对间距与相位关系的解析分析蔡托;桑田;周武雷;刘晓春【摘要】基于光孤子脉冲在光纤中传输所遵从的非线性薛定谔(NLS)方程,在忽略三阶以上色散效应、自陡和自频移效应并通过对方程中相关参量的无量纲化处理之后,得到了总光元场满足的微扰NLS方程,分析了孤子相对间距与初始相位对其传输的影响.%According to the nonlinear Schrodinger(NLS) equation which the optical soliton pulse transmiting in the optical fiber obeys,the perturbation NLS equation of total light field is obtained. In the process to deduce the equation,it is neglected the third-order chromatic dispersion effect, self-steep and serf-frequency-shifting effect and the equation parameter is zero dimension processed. The relative space and the starting phase which influence the transmission of optical solitan are also analyzed.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2012(042)004【总页数】3页(P440-442)【关键词】光孤子对;相对间距;初始相位;相互作用【作者】蔡托;桑田;周武雷;刘晓春【作者单位】黔南民族师范学院物理与电子科学系,贵州都匀558000;黔南民族师范学院物理与电子科学系,贵州都匀558000;黔南民族师范学院物理与电子科学系,贵州都匀558000;黔南民族师范学院物理与电子科学系,贵州都匀558000【正文语种】中文【中图分类】O4371 引言自1973年理论上提出光纤可能实现光孤子传输,并于1980年得到实验证实之后,人们就希望以光孤子作为信号载体建立光孤子通信系统。

光孤子传输原理及应用于光通信系统

光孤子传输原理及应用于光通信系统

光孤子传输原理及应用于光通信系统光通信作为一种高速、大容量、低损耗的通信方式,已成为当今通信领域的重要研究和应用方向。

为了进一步提高光通信系统的传输速率和容量,光孤子传输技术应运而生。

本文将介绍光孤子传输的原理及其在光通信系统中的应用。

一、光孤子传输原理光孤子是指一种具有自包络和自调制特性的光信号,其形态稳定且能够长距离传输而不发生形状变化。

光孤子传输是利用非线性效应和色散的互相抵消来实现的。

具体来说,光孤子传输通过与光纤中的色散和非线性效应相互作用来保持波形,从而抵消色散造成的信号失真。

在光孤子传输中,非线性效应主要包括自相位调制和光纤中的拉曼散射。

自相位调制是指光波在光纤中传输时,由于非线性光学效应而引起的相位调制。

而拉曼散射是指光波在光纤中发生的一种非线性散射现象,它可以在光纤中引入非线性光学效应,从而影响光信号的传输。

光孤子传输的关键是通过调整非线性效应和色散效应之间的相互作用,使其互相抵消,从而实现信号的长距离传输。

通过合理设计光纤结构和光子器件,可以减小信号的失真和衰减,提高传输距离和传输容量。

二、光孤子传输在光通信系统中的应用光孤子传输技术具有许多优点,使其成为光通信系统中的热门技术之一。

以下是光孤子传输在光通信系统中的几个重要应用。

1. 高速光传输:光孤子传输技术可以实现高速率的光信号传输。

由于光孤子的波形稳定性和自修正能力,可以使光信号在长距离传输时几乎不发生衰减和失真,从而实现高速率的数据传输。

这使得光孤子传输技术在宽带通信和数据中心互联中具有广阔的应用前景。

2. 光纤通道改善:光孤子传输技术可以在光纤通道中实现信号的长距离传输。

由于光孤子波形的自维持特性,可以抵消色散效应对信号的影响,从而显著改善光纤通道的传输性能。

这对于光通信系统中长距离传输和网络扩容具有重要意义。

3. 高容量光传输:光孤子传输技术具有较大的光信号容量。

通过合理设计传输系统结构和使用适当的光纤材料,可以实现光孤子传输信号的高容量传输。

研究报告光孤子

研究报告光孤子

事物都是在发展中前进,光通信在超长距离、超大容量发展进程中,遇到了光纤损耗和色散的问题,限制其发展空间。

科学家和业内人士受自然界的启发,发现了特殊的光孤子波,人们设想的在光纤中波形、幅度、速度不变的波就是光孤子波。

利用光孤子传输信息的新一代光纤通信系统,真正做到全光通信,无需光、电转换,可在越长距离、超大容量传输中大显身手,是光通信技术上的一场革命。

1 孤立子与光孤子人们对孤立子的研究,可以追溯到1834年 ],英国海军工程师J.s.Russell沿运河行走时偶然观察到一种奇特的水波,这种水波“平滑而轮廓分明”,并在快速行进过程中其形状、幅度和速度都基本保持不变,他认为这种波是流体力学中的一个稳定解,称它为“孤立波(solitary wave)99 o 1896年,荷兰数学家Korteweg和De Vries研究了浅水波的波动,建立了著名的KDV方程,并得到了与J.S.Russell观察相一致的形状不变的孤立波解。

1965年,美国Bell实验室的物理学家N.Zabusky和数学家M.D.Kruskal在研究等离子体孤立波的碰撞过程时发现:孤立波在相互碰撞后,除相位外,仍然保持其形状、幅度和速度不变,并遵循动量和能量守恒定律,类似于粒子的特性,故被称为“孤立子”或“孤子(soliton)”。

1973年,A.Hasegawa和F.Tappert_2J 首次提出了“光孤子(optical soliton)”的概念,即光孤子与其他同类光孤子相遇后,维持其幅度、形状和速度不变,并从理论上证明了光纤中的色散效应和非线性自相位调制效应达到平时,光纤中可以传播无色散的光脉冲。

1980年,F.Mollenauer_3 等人用实验方法在700 m光纤中观察到了脉宽为7 ps的光孤子,并提出将光纤中的光孤子用作传递信息的载体,构建一种新的光纤通信系统方案,称为光纤孤立子通信,或简称为光孤子通信。

2 光孤子形成的物理机制单模光纤中有2种最基本的物理效应,即群速度色散(GVD:group velocity dispersion)效应和自相位调制(SPM:self—phase modulation)效应。

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光孤子自频移现象的发现作者信息 F. M. Mitschke* and L. F. MollenauerAT&T Bell Laboratories, Holmdel, New Jersey 07733Received May 12, 1986; accepted July 16, 1986 正文实验发现,当光孤子沿光钎传输时,其光学频率会发生连续移位,我们对其进行了描述。

这种效应是由孤子的拉曼自泵浦引起的,在这过程中能量从频谱的高频部分转移到低频部分。

对于120-fsec 脉冲而言,我们发现其净频移达到了光学频率的10%。

对于几个皮秒或更高的脉冲宽度而言,使用非线性薛定谔方程描述光钎中的孤子特性比较符合实验结果[1]。

然而一些论文也指出,对于亚皮秒的脉冲宽度,近似隐式方程不再有效[2-4]。

尤其是在这些研究已经考虑了高阶色散和非线性项的潜在影响的前提下。

为了进一步探索预测的结果,我们在实验中研究了亚微秒脉冲在几个长度的单模保偏光钎中传播的特性,并确实发现了新的孤子行为。

但主要效果更加强大,与那些预测结果有明显的区别。

相反的是,根据拉曼效应,将存在一股从孤子的较高频率分量到较低频率分量的稳定的能量流。

因此,我们称这种效应为光孤子的自频移效应。

孤子激光器的发展大大促进了我们实验的进行。

我们现有的孤子激光器可以提供具有稳定峰值功率的输出脉冲流[6.7]。

而在之前,锯齿形脉冲的宽度0τ(半高宽)是由激光控制光纤的长度L 所决定的。

实验发射的脉冲波长λ近似于1.5m μ,相应的光频率0V 为200THz 。

我们将这些脉冲发射到长度为L '的测试光钎中,并且分析了其脉冲形状以及当其分别通过自相关器和扫描法布里珀罗标准具后从另一测试光纤端出射的脉冲光谱。

脉冲峰值功率P 可以通过测量光纤平均输出功率P ,脉冲宽度和100-MHz 重复率来计算。

激光器通过YIG 法拉第旋转器和偏振器与测试光纤隔离,且其不会对脉冲形状有明显的影响。

我们使用测试光纤的长度L '>>0Z [孤子周期0Z 与D /20τ成比例,例如,当0τ=500 fsec ,D=15 psec/nm/k m 时,0Z ≈7m (参考文献1)]。

我们通过调节输入耦合效率来改变测试光钎的平均输出功率P 来固定L '和0τ的值。

和预期的一样,当脉冲峰值功率P 远小于基础孤子功率1P 时,我们可以看到脉冲被大大的加宽(τ≈45 psec ,0τ= 420fsec ,L '= 392m )。

当我们增加功率时,输出脉冲变得更窄,直到在一个特定的功率处,对于我们使用的几个L '的值,生成了具有新的宽度和形状的脉冲。

而该L '值与由光钎参数计算的1P 的理论值一致平均输出功率P 进一步增加时,输出脉冲将变得更窄。

到目前为止,一切都符合标准理论。

但是,当P 略大于1P 时,我们在自相关信号中也可以看到卫星脉冲(图1),这意味着脉冲在光纤中的某处分裂成两部分。

而功率的进一步增加将使卫星脉冲从中心峰向两边移开。

此时对测试光钎的输出频谱的观察将会有启发性作用(图2)。

在输入脉冲频率为0V 时,我们可以看到峰值宽度比输入脉冲的频谱稍窄,因此其对应一个较长的脉冲(τ>0τ)。

当频率V <0V 时,将有一个宽峰出现,其对应一个比光钎输入脉冲更短的脉冲(τ<0τ)。

两个光谱特征脉冲频率之间的频率间隔V ∆主要由P 决定。

而图3显示了在几个不同的P 处的光谱,证明了这一点。

图4将图3中的数据以2/1V ∆和P 的比例关系画出。

注意到两个脉冲功率间隔为SEP P ,其数量级和针对光纤输入脉冲宽度计算的1P 一致,但数值上不完全一样。

然而,不能忽略的是,1P 的这个值不一定有意义,因为光纤末端(或许是其大部分光钎长度处)的脉冲宽度与光纤输入处的脉冲宽度不同。

图 1 测试光钎末端脉冲的自相关轨迹(L '= 392m ) 相关参数为:0τ= 500 fsec ,P ≈1.51P 扫描宽度为60psec图2 在392-m 测试光纤的输出端的脉冲的典型光谱(实验参数和图1一致)扫描宽度是标准具的一个自由光谱范围(4.6THz ),频率向右增加,边缘附近的窄峰的频率为0V图3 52-m 测试光纤输出脉冲在各功率下的光谱 所有曲线都有相同的尺度,但垂直移位与光钎中的P 成比例,0τ= 475 fsec ,在此基础下,顶部曲线对应的P ≈1.51P图4 横坐标为光纤中的P ,纵坐标为对应的频移的平方根 两个量都是从图3中测量所得(见正文)我们还粗略的测试了V ∆和光钎长度L '的关联性。

我们将392米的光钎切成两部分,长度分别为52米和340米,并分别进行了实验。

如果频移严格地与光纤长度成比例,那么我们能够分别得到数值为整个光纤频移量的13%和87%的频移。

然而,我们得到的两个频移量分别为总频移量的24%和88%。

因此,我们认为在较短的那一部分光钎中可能发生了更加强频移。

我们将在这里给出对上述实验现象的大体定性解释;自频移现象的详细理论将在Gordon 的其他地方提出[8]。

当具有略高于1P 的功率的脉冲发射到光纤中时,最终将会形成基本孤子。

在形成该孤子的过程中任何不需要的额外功率都会被除去;它是作为频率为0V 的相对较窄的光谱峰值的一部分出现的。

在孤子发生自频移之后,由于群速度色散,两个脉冲以不同的频率和速度通过光钎。

因此,可以理解为什么在自相关中检测到双脉冲。

由于光纤中的宽拉曼增益谱一直延伸到零失谐,因此孤子自偏移过程是可能的,且其中脉冲频谱的较高频率分量用作其较低频率的拉曼泵浦(对于拉曼泵浦和信号之间的小频率差V δ,拉曼增益与其近似成比例)[9]。

因此,单位长度光纤中的频移量主要取决于脉冲的频谱宽度。

也就是说,当脉冲变得更窄且其频谱相应地变得更宽的时候,能快速反映拉曼增益的变化。

此外,孤子频移量应该与孤子功率成比例增加,孤子功率单位级别为2-τ(在参考文献8中,每单位长度的自频移V ∆单位级别近似为4-τ)。

因此,孤子的更高的峰值功率和更宽的光谱导致其发生比在0~V 功率处的光谱窄峰更高程度的自频率偏移。

然而,值得注意的是,尽管能量连续地传递到较低的频率,孤子仍继续作为稳定的实体存在。

关于初始分离两个光谱特征的精确机理尚未被完全理解。

然而,一旦两个光谱特征发生了分离,孤子自频移和扩散的组合效应提供了比以往提出的进一步分离更强大的机制。

一旦孤子稳定下来,拉曼位移量将与光钎长度成比例。

在光纤的初始部分中的过度频移是可以理解的,因为已知当P ≠1P ,脉冲形状达到稳定之前,在几个0Z 上的脉冲宽度和峰值功率都存在一些振荡。

但是,在脉冲较窄的位置,因频移受τ的影响较大,频移更强。

随着平均功率P (图4)的增加、V ∆和τ之间的强烈关联性以及孤子脉冲宽度τ的稳定下降,又在一定程度上导致了V ∆的增加。

因为孤子脉冲功率1P 数量级为2-τ,原预测的近似比例关系由4-∝∆τV 转变为21P V ∝∆。

因此,如果1P 以某种方式P 与成比例,将导致图4中的V ∆和P 的二次相关(除去零偏移)。

另一方面,人们最初可能会认为孤子能量(τ1P ∝)与P 成比例,这将导致V ∆对4P 的依赖。

明显的不一致性可以通过以下事实来解决:随着功率增加,输入脉冲能量的较小部分在孤子中表现出来。

然而,在V ∆和功率的依存关系被充分表出和完全理解之前,需要更多的实验和理论工作。

在整个实验中,我们无法将比13P P ≈更多的功率耦合到测试光纤中。

但是,对于可用的功率,我们观察到光钎输入频移高达8THz (此时L '= 392m ,0τ= 560 fsec ,τ=260 fsec )。

相同条件下,参考文献8中得出的预测为4THz 。

这个结果大约与预期的一样好,主要是因为计算中不包括光纤的第一部分中的过度频移并考虑到了光纤参数和脉冲性质的不确定性。

最初可以明显看出的是,当频移量从0THz 变到8THz 时,孤子光谱峰高仅增加大约20%。

但在参考文献8中可以看出,孤子的功率谱中的峰值W(0)与脉冲宽度τ无关,而与光纤色散D 成正比。

在观察到的频移的范围上,D 变大了约15%。

这解释了观察到的大多数的W(0)变化情况。

注意到8THz 频率的频移已经是光频率0V 的4%。

然而,这绝不是极限。

使用τ=120 fsec 的脉冲,我们获得了20THz (10%)频移,但仅在使用52米光纤时才出现。

两个结果的比较证实了预测的4-τ相关性在实验误差范围内。

使用更短的脉冲时,几十兆赫的频移发生在仅仅几米的光钎中,实验中要注意到这一点。

自频移也可能可以通过添加增加拉曼增益的掺杂剂(例如2e O G )而放大。

因此,可以利用该原理来从相同的激光源导出不同光频率的飞秒脉冲(甚至可能在激光器调谐范围之外)。

这可以运用到泵浦探针实验之中。

注意到孤子自频移不会对基于孤子的远程通信方案造成太大的影响[10]:由于其他原因,最佳方案是使用宽度psec 20≥τ的脉冲,而频移的数量级为4-τ,使其对宽度τ的脉冲的影响可以忽略。

然而,任何亚皮秒级电信通信方案似乎都被放弃。

≥20psec孤子的自身频率偏移也可以影响孤子激光器可取脉冲宽度的下限。

到目前为止,已经可以直接从孤子激光器获得约60fsec的脉冲宽度,并且在短光钎之中已经被压缩减少到约19fsec。

参考文献1.L. F. Mollenauer, R. H. Stolen, and J. P. Gordon, Phys.Rev. Lett. 45, 1095 (1980).2.A. Hasegawa and Y. Kodama, Proc. IEEE 69, 1145(1981).3.E. A. Golovchenko, E. M. Dianov, A. M. Prokhorov, and V. N. Serkin, JETP Lett. 42, 87 (1985).4.D. N. Christodoulides and R. I. Joseph, Appl. Phys. Lett.47, 76 (1985).5.F. Mitschke and L. F. Mollenauer, "Stabilizing the soli-ton laser," submitted to IEEE J. Quantum Electron.6.L. F. Mollenauer and R. H. Stolen, Opt. Lett. 9, 13(1984).7.L. F. Mollenauer, Phil. Trans. R. Soc. London Ser. A 315,437 (1985).8.J. P. Gordon, Opt. Lett. 11, 73 (1986).9.R. H. Stolen, C. Lee, and R. K. Jain, J. Opt. Soc. Am. B 1,652 (1984).10.L. F. Mollenauer, J. P. Gordon, and M. N. Islam, IEEE J.Quantum Electron. QE-22, 157 (1986).。

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