超高斯脉冲在常规单模光纤中的传输特性分析(3)
时间:2025-02-24
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本文从非线性薛定谔方程出发,应用分步傅立叶变换法仿真超高斯脉冲在常规单模光纤(G.652)1550nm波段上的传输。分析了二阶群速度色散(GVD)、自相位调制(SPM)对传输特性的影响,讨论了输入功率变化以及有初始啁啾情况时脉冲的演变情况,从而得出了在负色散区域实现光脉冲无啁
图2 =3,β2=20,γ =3,P0=200mW 图3 β2= -20,γ
P0=200mW
由图2,3得出结论:自相位调制必须通过色散的作用才能导致脉冲畸变;在正色散区对脉冲有展宽作用,并且是加剧了脉冲的展宽;在负色散区对脉冲有压缩作用。
3.2 输入功率变化时脉冲演变情况
改变输入功率,可以发现负色散区的脉冲演变情况如下图4,5所示。
图4 红线P1= 100 mw,绿线P2=200 mw 图5 蓝线P3=600 mw
从图4 ,5可以看出:在一定范围内,随着输入功率的增加,脉冲的压缩更加剧烈;当脉冲功率很大时,如P3=600mW时,随着传输距离的增加,脉冲波形首先出现窄化,并变为多峰结构;经过一个脉冲压缩的过程后,又开始展宽。
3.3 啁啾对脉冲形状的影响
激光源发出的脉冲通常是有带啁啾的,因此,仅仅分析脉冲波形和频谱在光纤中的演变与输入功率P的关系是不够的,必须分析入射脉冲的初始啁啾(C)对波形和频谱的影响[5]。 对于具有线性啁啾的超高斯脉冲,可设其表达式为:U(0,T)=exp[ 1+CiT2m()]。 2T0
取C=±4,m=3,S=5km。图 6 给出了输入功率P3=140 mw,β2= -20,C=4 的超高斯脉冲入射时,脉冲波形的演变过程。图 7 给出了输入功率P3=140 mw,β2= -20,C=-4 的超高斯脉冲入射时,脉冲波形的演变过程。红线:无啁啾;蓝线:正啁啾;绿线:负啁啾。
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