初始啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中超连续谱产生的影响

刘卫华; 王屹山; 刘红军; 段作梁; 赵  卫; 李永放; 彭钦军; 许祖彦

doi:10.7498/aps.55.1815

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摘要
采用分步傅里叶方法模拟了初始啁啾对光子晶体光纤中超连续谱产生的影响.根据光纤长度，将光子晶体光纤中脉冲的演化分成初始展宽、剧烈展宽和饱和展宽三个阶段.通过讨论啁啾脉冲和无初始啁啾脉冲在各阶段演化的区别，发现啁啾只在初始展宽和剧烈展宽阶段对光谱有影响，当β2C2C>0时则刚好相反，在饱和展宽阶段啁啾不再对光谱产生影响.要想利用啁啾脉冲来获得较宽的光谱，必须选择合适的光纤长度，使输出的脉冲处于剧烈展宽阶段.这为利用啁啾脉冲在光子晶体光

关键词:
超连续谱 /

光子晶体光纤 /

分步傅里叶法 /

啁啾
Abstract
The numerical simulations with the method of split-step Fourior were presented to investigate the effect of initial chirp on supercontinuum generation in photonic crystal fibers. According to the fiber length, the evolution of pulse in photonic crystal fibers was divided into three stages: initial broadening stage, dramatic broadening stage and saturation broadening stage. By discussing the differences in evolution of the chirp pulse and non-chirp pulse in each stage, we find that the initial chirp only affects the spectrum at the initial broadening stage and the dramatic broadening stage, and the chirp is profitable for spectrum broadening when β2C2C>0. In the saturation broadening stage, chirp does not affect the spectrum anymore. If we want to broaden the spectrum by using chirp pulse we must choose a right fiber length, and output the pulse in the dramatic broadening stage. These conclusions provide significant reference for supercontinuum generation in photonic crystal fibers with chirp pulse.

Keywords:
supercontinuum /

photonic crystal fibers /

method of split-step Fourior /

chirp
作者及机构信息
刘卫华⁴,

王屹山³,

刘红军³,

段作梁³,

赵卫³,

李永放¹,

彭钦军²,

许祖彦²

(1)陕西师范大学物理学与信息技术学院，西安 710062; (2)中国科学院物理研究所，北京 100080; (3)中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710068; (4)中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710068;陕西师范大学物理学与信息技术学院，西安 710062

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：60408002，10390160 )和陕西省自然科学基金(批准号：2003F19)资助的课题.
Authors and contacts
Liu Wei-Hua⁴,

Wang Yi-Shan³,

Liu Hong-Jun³,

Duan Zuo-Liang³,

Zhao Wei³,

Li Yong-Fang¹,

Peng Qin-Jun²,

Xu Zu-Yan²

(1)陕西师范大学物理学与信息技术学院，西安 710062; (2)中国科学院物理研究所，北京 100080; (3)中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710068; (4)中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710068;陕西师范大学物理学与信息技术学院，西安 710062
参考文献

施引文献

[1]	熊梦杰, 李进延, 罗兴, 沈翔, 彭景刚, 李海清. 新型高双折射微结构纤芯光子晶体光纤的可调谐超连续谱的特性研究. 物理学报, 2017, 66(9): 094204. doi: 10.7498/aps.66.094204
[2]	张心贲, 罗兴, 程兰, 李海清, 彭景刚, 戴能利, 李进延. 双零色散光子晶体光纤中可见光超连续谱的产生. 物理学报, 2014, 63(3): 034204. doi: 10.7498/aps.63.034204
[3]	祝贤, 张心贲, 陈翔, 彭景刚, 戴能利, 李海清, 李进延. 在色散渐减光子晶体光纤中产生超连续谱的实验研究. 物理学报, 2013, 62(9): 094217. doi: 10.7498/aps.62.094217
[4]	刘双龙, 陈丹妮, 刘伟, 牛憨笨. 基于全正色散光子晶体光纤的超连续谱光源. 物理学报, 2013, 62(18): 184210. doi: 10.7498/aps.62.184210
[5]	王威彬, 杨华, 唐平华, 韩芳. 光子晶体光纤超连续谱产生过程中色散波的孤子俘获研究. 物理学报, 2013, 62(18): 184202. doi: 10.7498/aps.62.184202
[6]	赵原源, 周桂耀, 李建设, 韩颖, 王超, 王伟. V型高双折射光子晶体光纤超连续谱产生的实验研究. 物理学报, 2013, 62(21): 214212. doi: 10.7498/aps.62.214212
[7]	李荧, 侯静, 王彦斌, 靳爱军, 姜宗福. 高相干度超连续谱产生的理论研究. 物理学报, 2012, 61(9): 094212. doi: 10.7498/aps.61.094212
[8]	宋锐, 侯静, 陈胜平, 王彦斌, 陆启生. 177.6 W全光纤超连续谱光源. 物理学报, 2012, 61(5): 054217. doi: 10.7498/aps.61.054217
[9]	李建锋, 周桂耀, 侯蓝田. 光子晶体光纤超连续谱的孤子俘获数值研究. 物理学报, 2012, 61(12): 124203. doi: 10.7498/aps.61.124203
[10]	靳爱军, 王泽锋, 侯静, 郭良, 姜宗福. 光子晶体光纤反常色散区抽运产生超连续谱的相干特性分析. 物理学报, 2012, 61(12): 124211. doi: 10.7498/aps.61.124211
[11]	王彦斌, 熊春乐, 侯静, 陆启生, 彭杨, 陈子伦. 长脉冲抽运光子晶体光纤四波混频和超连续谱的理论研究. 物理学报, 2011, 60(1): 014201. doi: 10.7498/aps.60.014201
[12]	郑吉林, 王荣, 方涛, 卢麟, 蒲涛, 陈向飞. 一种新型的利用重构等效啁啾超结构光纤光栅消啁啾技术研究. 物理学报, 2009, 58(10): 7017-7024. doi: 10.7498/aps.58.7017
[13]	陈泳竹, 李玉忠, 徐文成. 色散平坦渐减光纤产生平坦超宽超连续谱的特性研究. 物理学报, 2008, 57(12): 7693-7698. doi: 10.7498/aps.57.7693
[14]	宋啸中, 刘红军, 王屹山, 赵卫. 基于预啁啾控制的极宽带光参量放大. 物理学报, 2008, 57(1): 271-277. doi: 10.7498/aps.57.271
[15]	刘卫华, 宋啸中, 王屹山, 刘红军, 赵卫, 刘雪明, 彭钦军, 许祖彦. 飞秒激光脉冲在高非线性光子晶体光纤中产生超连续谱的实验研究. 物理学报, 2008, 57(2): 917-922. doi: 10.7498/aps.57.917
[16]	夏舸, 黄德修, 元秀华. 正常色散平坦光纤中皮秒抽运脉冲超连续谱的形成研究. 物理学报, 2007, 56(4): 2212-2217. doi: 10.7498/aps.56.2212
[17]	陈泳竹, 李玉忠, 屈圭, 徐文成. 反常色散平坦光纤产生平坦宽带超连续谱的数值研究. 物理学报, 2006, 55(2): 717-722. doi: 10.7498/aps.55.717
[18]	贾亚青, 闫培光, 吕可诚, 张铁群, 朱晓农. 高非线性光子晶体光纤中飞秒脉冲的传输特性和超连续谱产生机制的实验研究及模拟分析. 物理学报, 2006, 55(4): 1809-1814. doi: 10.7498/aps.55.1809
[19]	王晶, 时延梅. 光子晶体光纤中高阶非线性效应所致啁啾的研究. 物理学报, 2006, 55(6): 2820-2824. doi: 10.7498/aps.55.2820
[20]	成纯富, 王晓方, 鲁波. 飞秒光脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输和超连续谱产生. 物理学报, 2004, 53(6): 1826-1830. doi: 10.7498/aps.53.1826

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初始啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中超连续谱产生的影响

1. (1)陕西师范大学物理学与信息技术学院，西安 710062; (2)中国科学院物理研究所，北京 100080; (3)中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710068; (4)中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710068;陕西师范大学物理学与信息技术学院，西安 710062

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：60408002，10390160 )和陕西省自然科学基金(批准号：2003F19)资助的课题.

收稿日期: 2005-05-26

修回日期: 2005-11-23

刊出日期: 2006-02-05

摘要: 采用分步傅里叶方法模拟了初始啁啾对光子晶体光纤中超连续谱产生的影响.根据光纤长度，将光子晶体光纤中脉冲的演化分成初始展宽、剧烈展宽和饱和展宽三个阶段.通过讨论啁啾脉冲和无初始啁啾脉冲在各阶段演化的区别，发现啁啾只在初始展宽和剧烈展宽阶段对光谱有影响，当β2C2C>0时则刚好相反，在饱和展宽阶段啁啾不再对光谱产生影响.要想利用啁啾脉冲来获得较宽的光谱，必须选择合适的光纤长度，使输出的脉冲处于剧烈展宽阶段.这为利用啁啾脉冲在光子晶体光

关键词:

Effect of initial chirp on supercontinuum generation by femtosecond pulse in photonic crystal fibers

1.
(1)陕西师范大学物理学与信息技术学院，西安 710062; (2)中国科学院物理研究所，北京 100080; (3)中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710068; (4)中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室，西安 710068;陕西师范大学物理学与信息技术学院，西安 710062

Received Date: 26 May 2005

Accepted Date: 23 November 2005

Published Online: 05 February 2006

Abstract: The numerical simulations with the method of split-step Fourior were presented to investigate the effect of initial chirp on supercontinuum generation in photonic crystal fibers. According to the fiber length, the evolution of pulse in photonic crystal fibers was divided into three stages: initial broadening stage, dramatic broadening stage and saturation broadening stage. By discussing the differences in evolution of the chirp pulse and non-chirp pulse in each stage, we find that the initial chirp only affects the spectrum at the initial broadening stage and the dramatic broadening stage, and the chirp is profitable for spectrum broadening when β2C2C>0. In the saturation broadening stage, chirp does not affect the spectrum anymore. If we want to broaden the spectrum by using chirp pulse we must choose a right fiber length, and output the pulse in the dramatic broadening stage. These conclusions provide significant reference for supercontinuum generation in photonic crystal fibers with chirp pulse.

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