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[2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 2019.6.23-2019.6.27] 2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 全正常色散全光纤振荡器腔内脉冲动力学的直接观测

DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8871464 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 超快科学与技术的发展高度依赖于新型超快光源的研发，因此深入理解此类系统中的非线性现象至关重要。本文报道了全正常色散腔中产生耗散孤子脉冲时多种脉冲动力学的实验观测与理论分析。我们系统研究了受激拉曼散射(SRS)过程——该效应构成了全正常色散光纤振荡器可实现脉冲能量的主要上限。通过色散傅里叶变换(DFT)技术实时测量单次脉冲光谱，并结合非线性光学环路镜(NOLM)锁模全保偏光纤振荡器产生的脉冲平均光谱相位测量结果发现：NOLM参数直接影响脉冲稳定性与动力学特性。 实验采用掺镱光纤作为增益介质，产生了中心波长1030 nm的耗散孤子(DS)脉冲，同时通过SRS过程产生440 cm?1斯托克斯频移辐射（中心约1078 nm）。激光腔内设置的1030 nm窄带通滤光片可逐轮抑制SRS过程产生的光辐射。本研究全面考察了强SRS效应下的超短脉冲动力学特性，通过计算光谱强度关联图揭示了SRS过程如何扰动脉冲在腔内的传输（图1）：脉冲光谱中较长波长成分（1040-1050 nm）因SRS效应失稳。在正常色散光纤中，斯托克斯SRS分量具有比脉冲光谱成分更高的群速度，正啁啾脉冲的SRS效应仅影响脉冲前沿（表现为负相关，图1(c)）。 我们还研究了全保偏光纤全正常色散振荡腔中重复发生的部分耗散孤子爆裂现象及脉冲运转双稳态特性，其显著特征是激光脉冲功率与泵浦功率间的滞后回线。此外，不同工况下测量的脉冲光谱相位存在显著差异。另一组实验分析了脉冲自启动动力学特性，通过标准分步傅里叶变换方法结合多振动能级SRS模型，系统研究了全正常色散全光纤腔中DS脉冲的动力学行为及数值模拟。DS激光器作为重要脉冲源，是研究全光纤腔内脉冲动力学与非线性过程的理想平台。
作者： Jan Szczepanek，Tomasz M. Karda?，Czes?aw Radzewicz，Yuriy Stepanenko
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究全正常色散光纤振荡器中的脉冲动力学和非线性过程，重点关注受激拉曼散射过程及其对脉冲稳定性和能量的影响。

研究成果

该研究全面分析了全正常色散光纤振荡器中的脉冲动力学特性，重点阐述了受激拉曼散射过程在限制脉冲能量及影响稳定性方面的重要作用。研究还探讨了耗散孤子爆炸和双稳态等现象，为全光纤腔内的非线性过程提供了深入见解。研究结果凸显了耗散孤子激光器作为脉冲源及研究复杂动力学平台的双重价值。

研究不足

主要识别出的限制是受激拉曼散射（SRS）过程，该过程对全正常色散光纤振荡器所能实现的脉冲能量设定了上限。研究还强调了SRS对脉冲光谱的不稳定影响。

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