[发明专利]治理光学畸形波产生可调节性的超连续谱的方法

说明书

本发明公开了一种治理光学光学畸形波从而获得可调节性的超连续谱的新方法。其特征在于，将两个相同的单色性激光光源，通过光耦合拍频注入两级级联光纤，接收输出的信号，其中光源1作为泵浦光源，光源2作为信号光源。采用级联的两极光纤结构，第一级为单零色散光纤，通过选择最佳调制频率来抑制噪声对脉冲演化的影响，诱导光学畸形波相对稳定的产生，选择合适的调制深度和光纤长度使得光学畸形波具有较高的输出强度。第二级为双零色散光纤，用以治理光学畸形波；通过选择具有不同零色散点位置的双零色散光纤，使得光学畸形波被转化为基阶孤子或者色散波的形式，从而获得具有不同带宽范围和平滑性的超连续谱，同时避免光学畸形波对光纤系统信号传输的不良影响。

技术领域

本发明涉及级联光纤，用于治理光学畸形波，获得可调节性的超连续谱产生。

背景技术

在非线性光学领域，光纤中的超连续谱产生是一个非常有意义的研究课题。自1970年第一次报道超连续谱产生以来，它已经被广泛应用于光频测量、脉冲压缩、光相干层析技术等方面。超连续谱的高稳定性、宽带宽和高平滑性在促进其应用方面起着至关重要的作用。当长脉冲(如：皮秒，纳秒或连续波)作为泵浦脉冲的时候，产生的超连续谱具有一些明显的优势，如更高的光谱功率密度和更平滑的频谱，因此它具有更广泛的应用性。此时，噪声诱导的调制不稳定通过相位匹配的四波混频效应对频谱展宽的初始阶段起重要作用。接下来，高阶色散和受激拉曼开始影响脉冲的非线性动力学演变和频谱演化。在长脉冲演化的过程中，一种具有极高强度、极大能量和不断紅移的长波长拉曼孤子作为统计性的稀有事件而发生，这种孤子脉冲被称作光学畸形波。在超连续形成过程中，大量红移孤子频繁地发生碰撞，出现能量的转移，从而产生光学畸形波。在噪声诱导的调制不稳定条件下，光学畸形波的产生是极其不稳定的，而且光学畸形波的极高强度对于光纤系统的信号传输也有很大的危害。同时，输出脉冲大部分的能量集中在光学畸形波上，这很大程度上抑制了平滑和宽带的超连续谱产生。因此，如何治理光学畸形波产生平滑、稳定、宽带的超连续谱成为一个重要课题。

这里，我们提出一种级联双零色散光纤来治理光学畸形波从而获得可调节性的超连续谱的新方法。第一级单零色散光纤中，利用信号光人为诱导调制不稳定性发生，通过选择最佳调制频率来抑制噪声对脉冲演化的影响使得光学畸形波相对稳定的产生，选择合适的调制深度和光纤长度使得光学畸形波具有较高的输出强度。接下来通过级联具有不同零色散点位置的双零色散光纤，使得光学畸形波被转化为基阶孤子或者色散波的形式，从而获得具有不同带宽范围和平滑性的超连续谱，同时避免光学畸形波对光纤系统稳定工作的不良影响。整个光纤器件结构紧凑，可靠性高，调节方便。

发明内容

本发明的目的在于获得带宽和平滑性可调节的超连续谱，同时避免光学畸形波对光纤系统正常稳定工作的不良影响，提供一种通过级联两极光纤来治理光学畸形波从而获得可调节性的超连续谱的新方法。该方法采用将两频率临近的光进行拍频注入级联光纤。该级联光纤由单零色散点光纤和双零色散点光纤两部分组成。在第一级单零色散点光纤中，通过选择最佳的调制频率，合适的调制深度和光纤长度，产生较高稳定性的高强度光学畸形波。在第二部分双零色散光纤中，通过改变光纤零色散点的位置，使得光学畸形波转化为基阶孤子波或者色散波的形式，从而产生具有不同带宽范围和平滑性的超连续谱。

本发明目的的实现由以下技术方案完成：

一种通过级联双零色散光纤来治理光学畸形波从而获得可调节性的超连续谱的新方法，其特征在于：光源为两台完全一样的单色性极好的激光器，一台作为泵浦光源，一台作为信号光源；需要的调制频率通过调节其中一台激光器的输出波长获得；合适的调制深度通过调节泵浦光源和信号光源的相对输出功率获得；光纤长度的选择基于“剪断”法。

所述的激光器输出波长可以是可见光波段、通信波段，也可以是中红外波段。

所述的需要的调制频率通过调节信号光源的水冷温度来实现，其调节范围可以从几GHz到几THz。