非線性管理光纖光柵中的調制不穩(wěn)定性研究.pdf

1、光纖光柵技術是光纖技術中繼摻鉺光纖放大器(EDFA)技術之后的又一重大技術突破，這種光纖元件對光纖通信、光纖激光器和光纖傳感器都是不可多得的理想器件。調制不穩(wěn)定性是普遍存在于非線性系統(tǒng)中的一種現(xiàn)象，它會導致在非線性系統(tǒng)中傳播的連續(xù)(CW)或準連續(xù)波發(fā)生破裂進而演化成不連續(xù)的光絲或脈沖序列。另外，產生調制不穩(wěn)定性的參數(shù)區(qū)間往往同實驗觀察到的亮孤子的參數(shù)區(qū)間相吻合，而且調制不穩(wěn)定性過程中產生的光絲或脈沖序列也會演化成相應的孤子陣列，因此調制

2、不穩(wěn)定性總是被人們認為是孤子產生的前兆。 在光纖光柵中，這種不穩(wěn)定性表現(xiàn)為將連續(xù)或準連續(xù)波分裂成一系列的超短脈沖。本文利用非線性耦合模的方法研究了非線性管理光纖光柵中的調制不穩(wěn)定性，分析了調制波在光柵中所滿足的色散關系，取得的主要成果如下： 第一，耦合模方程組是描述光脈沖在光纖光柵中傳輸?shù)淖罹_的方法。利用最近提出的新的非線性管理光纖光柵的模型，由加入了非線性變化作用后的非線性耦合模方程出發(fā)，推導得到非線性管理光纖光柵中

3、的調制不穩(wěn)定性的色散關系式。 第二，根據(jù)得出的色散關系式，將非線性管理光纖光柵的增益譜特性與常規(guī)光柵進行了比較。發(fā)現(xiàn)在反常色散區(qū)Kerr非線性效應變化改變了調制不穩(wěn)定性產生的區(qū)域，原來關于零波數(shù)對稱的兩個旁瓣隨著Kerr非線性變化的增加其增益幅度和譜寬都有所改變，并在經(jīng)歷了一段無增益區(qū)域之后，又逐漸形成了在零波數(shù)段區(qū)域的一個單峰。而在正常色散區(qū)，由于Kerr非線性變化的影響，除了原來的兩個增益區(qū)域之外，零波數(shù)段出現(xiàn)了新的增益區(qū)，