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单模光纤中脉冲的展宽现象

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简介：
本研究探讨了在单模光纤传输系统中，输入短脉冲信号随距离增加而产生的时间扩散效应及其原因，并分析了材料色散和波导色散对脉冲展宽的影响。 本段落探讨了光源频谱为洛仑兹分布的高斯脉冲在单模光纤中传输时因一阶色散导致展宽的近似理论，并推导出了脉冲光功率系综平均值及输出脉冲宽度均方根值的近似解析公式。数值分析结果显示，这些公式的误差与数值解的最大偏差不超过5%。

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  • 单模光纤中脉冲的展宽现象
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    本研究探讨了在单模光纤传输系统中，输入短脉冲信号随距离增加而产生的时间扩散效应及其原因，并分析了材料色散和波导色散对脉冲展宽的影响。 本段落探讨了光源频谱为洛仑兹分布的高斯脉冲在单模光纤中传输时因一阶色散导致展宽的近似理论，并推导出了脉冲光功率系综平均值及输出脉冲宽度均方根值的近似解析公式。数值分析结果显示，这些公式的误差与数值解的最大偏差不超过5%。
     
  • 皮秒啁啾脉冲在单模光纤中的压缩
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    本文探讨了皮秒啁啾脉冲在单模光纤中通过自相位调制实现的时间压缩特性，分析其物理机制及优化条件。 本段落对单模光纤正群速色散区皮秒啁啾脉冲的非线性传输进行了近似解析分析与定量数值计算。结果表明，负啁啾脉冲在传播过程中可以得到有效压缩。其压缩比受初始峰值功率和初始啁啾程度的影响：当初始峰值功率一定时，随着初始啁啾程度增大，压缩比也相应增加；而当初始啁啾程度固定不变的情况下，则随初始峰值功率的提升而减少，这表明自相位调制效应会削弱脉冲的压缩效果。此外，计算结果还显示，在脉冲时间宽度被压缩的同时，其光谱带宽也会同步减小。
     
  • 关于单模光纤内脉冲光受激拉曼散射的研究
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    本研究聚焦于单模光纤中脉冲光引起的受激拉曼散射现象，探讨其特性、机制及应用前景，为相干通信和非线性光学领域提供理论支持和技术指导。 高峰值功率的脉冲光纤激光在长距离输出过程中容易激发受激拉曼散射（SRS）效应。为了研究这一现象，我们搭建了一个主振荡功率放大（MOPA）结构的调Q光纤激光器，并分析了不同工作状态下输出激光的功率、光谱及脉冲宽度特性。实验中还探讨了脉冲光在2公里单模光纤传输时受激拉曼散射效应的特点，包括各级斯托克斯光波及其频移特性和时间动态特征。 研究结果表明：当脉冲光进行长距离传播时，容易产生多级的受激拉曼散射现象。这些级别的斯托克斯光线之间的频率差基本一致，并且这一规律与入射脉冲中心波长无关，而是取决于光纤材料及掺杂成分的影响。此外，在传输过程中各级拉曼散射光和抽运光是同步出现的。 对于高斯形脉冲而言，经过受激拉曼散射后剩余部分呈现出中间凹陷的独特形状特征。
     
  • 关于电光Q开关红宝石激光脉冲展宽的探讨.pdf
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    本文针对电光Q开关红宝石激光器中产生的高斯型短脉冲进行了深入分析，并探讨了影响其脉冲展宽的因素。通过理论计算与实验研究相结合的方法，揭示了不同参数变化对激光脉冲特性的影响规律，为优化此类激光器的性能提供了有价值的参考依据。 本段落探讨了电光Q开关红宝石激光器中的脉冲展宽机理，并通过理论计算分析了反转密度、腔体损耗（包括激光输出）以及光子密度随时间的变化情况。基于这些研究，文章提出了影响脉冲展宽条件的数学模型，并设计了一个与实验结果高度一致的电光Q开关驱动电路。该电路使用了一种真空管FM30，通过三个连续信号进行控制。 经过多次试验验证，发现理论分析和实际测量数据吻合良好，在实验中获得了长达700纳秒的脉冲宽度。文中提及的关键人物包括Pockels、Schmid以及Patrick Rambo等科学家，他们的研究为Q开关技术的发展奠定了基础。 文章中的理论部分详细描述了反转密度n(t)、光子密度(t)和损耗T随时间变化曲线的变化规律，这对于实现特定激光输出至关重要。实验中使用的主要设备有激光谐振器、能量探测器以及示波器等仪器，用于精确测量脉冲的宽度及其展宽效果。 文中还详细讨论了理论模型与实际设计之间的联系，并介绍了如何通过驱动电路来控制真空管FM30以实现所需的脉冲展宽。实验表明，所设计的电光Q开关能够产生长达700纳秒的激光脉冲，这对于需要较长脉冲宽度的应用领域（如某些加工和医学应用）具有重要意义。 此外，文章还提到了利用LabVIEW软件进行数据采集与处理的重要性，在此过程中帮助研究人员更好地理解和控制了脉冲展宽的过程。这不仅为电光Q开关红宝石激光器的理论研究提供了坚实的基础，也展示了如何通过精确调控驱动电路来实现理想的脉冲宽度，对于推动该技术在材料加工、通信和医疗等领域的应用具有重要参考价值。
     
  • 计算光脉冲在光纤中传输的分步傅里叶算法
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    本研究探讨了利用分步傅里叶方法模拟光脉冲在光纤中的传播过程，分析并优化了该算法的实现细节与效率。 描述光脉冲在光纤中传输的物理过程采用的是非线性薛定谔方程。本代码基于MATLAB对非线性薛定ninger方程进行数值求解，并采用了分步傅里叶算法。
     
  • 飞秒脉冲下光子晶体光纤中超连续谱的生成
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    本研究探讨了在飞秒激光作用下，光子晶体光纤中产生的超连续谱现象及其特性，分析其形成机制和应用前景。 我们利用掺铒光纤激光器在1550 nm中心波长下生成了120 fs脉冲序列，并将其引入一段40米长的色散平坦高非线性光子晶体光纤中，进行了超连续谱产生的实验研究。该光纤具有约11 W-1·km-1的非线性系数，在1500至1650 nm波段内展现出小于1.2 ps/(nm·km)变化范围内的平坦色散曲线。当入纤功率达到20.8 dBm时，我们成功生成了超过480 nm（以20 dB带宽计）的超连续谱，其光谱覆盖从1220至1700 nm区间，并且在两个通信窗口内表现得相对平坦。此结果对于超连续光源及波长变换等领域的应用具有重要意义。
     
  • 光纤中非线性光学效应下的光孤子 傅里叶变换及光脉冲特性分析_超短脉冲研究_光孤子（soliton）理论_光脉冲仿真
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    本论文深入探讨了光纤通信中的非线性光学现象，着重于超短光脉冲的傅里叶变换和光孤子特性，通过理论与仿真分析其传输行为及应用潜力。 超短脉冲是在谐振腔内增益与损耗、色散与非线性达到平衡状态时产生的现象。本模拟采用分步傅里叶方法求解薛定谔方程，以研究光孤子在光纤中的传输特性。
     
  • fiber_sim.rar_FDTD_Lumerical_单模光纤_光纤仿真
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    本资源为FDTD方法在Lumerical软件上进行单模光纤仿真的代码包，适用于光通信领域中光纤特性分析与研究。 利用Lumerical FDTD对光纤进行仿真，并进行了单模光纤的初步仿真。
     
  • 氖气中空心光纤脉冲传输规范的Matlab代码.zip
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    此压缩包包含用于研究氖气中空心光纤内超短激光脉冲传播特性的Matlab仿真代码，适用于科研和教学用途。 本资源提供三个不同版本的MATLAB：2014、2019a及2021a。附赠案例数据可以直接运行在这些版本中。代码具有以下特点： - 参数化编程，便于调整参数； - 编程思路清晰，并配有详细注释。 此套资源适用于计算机科学、电子信息工程和数学等专业的大学生，在课程设计、期末大作业或毕业设计时使用。
     
  • 基于虚拟像的高重复频率脉冲光纤激光器
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    本研究聚焦于开发一种创新型高重复频率脉冲光纤激光器，通过引入虚拟像技术优化激光性能，以实现高效稳定的激光输出。 高重复率（HRR）的脉冲光纤激光器在多个领域引起了广泛关注。为了有效实现光纤激光器中的高重复率脉冲，耗散四波混频锁模是一种有前途的方法。在这项工作中，我们展示了一种基于虚拟影像相位阵列（VIPA）的高重复率脉冲光纤激光器，VIPA在此作为梳状滤波器使用。由于VIPA具有高光谱分辨率和低偏振敏感度的特点，可以获取高质量且稳定的30 GHz脉冲。