[发明专利]基于高阶Akhmediev呼吸子提取高质量脉冲串的装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于高阶Akhmediev呼吸子提取高质量脉冲串的装置和方法，包括：直接强度调制的1550nm激光二极管，相位调制器(PM)，强度调制器，一段具有反常色散的单模光纤(SMF)，一段正常色散的掺铒光纤(EDF)，光学斩波器。本发明的有益效果是：(1)Akhmediev呼吸子在光纤中产生的脉冲质量较高，可以消除背景波对脉冲的影响。(2)在光纤中传输稳定且传输距离比原有结果长。(3)实验装置结构较为简单，可以节约实验成本。

技术领域

本发明涉及光孤子领域，尤其涉及的是一种基于高阶Akhmediev呼吸子在光纤激光器中提取高质量脉冲串的装置和方法。

背景技术

这里所要研究的Akhmediev呼吸子理论是由N.Akhmediev和他的同事在20世纪80年代中期发展起来的，他们用一种有见地的分析方法构造了描述光纤传播的非线性薛定谔方程新解。它具有横向周期性以及在传播方向上表现出单个的生长-返回的周期，也就是著名的FPU(Fermi–Pasta–Ulam)复发的一种表现。Akhmediev呼吸子即使在非理想初始条件下也能被激发，这一认识使得可以在光纤系统实验中观测到Akhmediev呼吸子的渐近极限：Peregrine和Kuznetsov–Ma孤子，这些孤子已经被提出作为流体动力学怪波(RougueWaves)的原型。众所周知，当色散或非线性变化时，Akhmediev呼吸子的动态特性会受到强烈影响。当两个一阶Akhmediev呼吸子叠加碰撞时还可以形成更大的极值波，这就是高阶的Akhmediev呼吸子。叠加后的二阶Akhmediev呼吸子会产生高振幅脉冲，它可以被用来产生高强度的脉冲序列，这个脉冲序列具有空间局域性和时域周期性，通过研究其产生的高强度脉冲序列，使光孤子的传输效率提高，可以将得出的理论结果运用到实际应用中，使实际的光孤子传输的脉冲质量更高。

发明内容

本发明针对现有技术的不足提供一种基于高阶Akhmediev呼吸子在光纤中提取高质量脉冲串，解决了平面背景波对高阶Akhmediev呼吸子波形的影响，使得高阶Akhmediev呼吸子可以产生较高质量的脉冲，同时使之可以在光纤中稳定且长距离传输。

本发明采用如下技术方案：

一种基于高阶Akhmediev呼吸子提取高质量脉冲串的装置，包括：直接强度调制的1550nm激光二极管，相位调制器(PM)，强度调制器，一段具有反常色散的单模光纤(SMF)，一段正常色散的掺铒光纤(EDF)，光学斩波器；两个强度调制器分别连接两个不同频率时钟信号，其中直接强度调制的1550nm激光二极管连接相位调制器(PM)，经相位调制器(PM)后分别连接到两个强度调制器(IM)，两个强度调制器连接到耦合器，经过耦合器将两个不同频率的信号耦合到掺铒光纤，掺铒光纤放大以后在单模光纤中进行传输，然后连接光学斩波器对脉冲进行处理，最后通过光学采样示波器和光谱分析仪输出结果。

所述的装置，光学采样示波器和光谱分析仪分别为具有亚皮秒分辨率的超快速光学采样示波器(OSO)和具有2.5GHz分辨率的高动态范围光谱分析仪(OSA)

所述的装置，单模光纤的群色散为β₂＝-22ps²/km，掺铒光纤的群速度色散为β_E＝16ps²/km。

所述的装置，单模光纤的非线性系数为γ＝3W^-1km^-1，掺铒光纤的非线性系数为γ_E＝3W^-1km^-1。

所述的装置，两个不同频率时钟信号分别为16GHz的电子时钟和24GHz的电子时钟。