脉冲形状对光纤受激布里渊散射慢光的影响

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在过去的十几年里,由于降低光的群速度在光通信领域存在许多潜在的应用,因而引起了人们广泛的关注。由于通过受激布里渊散射产生慢光,具有室温可操作性,阈值功率比较低,波长连续可调,与现有的光通信系统兼容性好等优点,相比于其它慢光产生机制,在许多领域具有巨大的优势。  本文采用荣格库塔法和特征线法对光纤中受激布里渊散射耦合方程组进行数值求解,对输入的斯托克斯脉冲分别为洛伦兹脉冲、超高斯脉冲、双曲正割脉冲、三角波脉冲进行了数值模拟,分析了不同脉冲的半峰全宽(FWHM)、功率对受激布里渊散射慢光的影响,通过合理的优化脉冲波形,得到如下结论:  1.由于洛伦兹脉冲波形与双曲正割脉冲的波形相似性,使得它们对光纤受激布里渊散射慢光的影响也非常相似。对于超高斯脉冲而言,随着阶数m的增加,时延是逐渐减小的,同时脉冲的展宽也是逐渐减小的,当m>1.5时,随着阶数的增加,时延的变化幅度非常小,脉冲展宽也受到抑制而变为压缩状态。  2.在 FWHM不变,输入功率不变的情况下,随着增益的增加,时延量是先增加后降低甚至可能为负值(快光),存在最大值。脉冲展宽与时延非常相似。在输入功率不变的情况下,随着FWHM的减小,相对时延是逐渐增大的,与此同时脉冲展宽也相应的增大。在FWHM不变的情况下,随着输入功率的减小,时延是逐渐增大的,但是脉冲展宽并没有随着功率的减小而发生明显的变化。  3.在相同 FWHM相同功率的情况下,三角波较其它脉冲波形能得到更大的时延,1.5阶超高斯脉冲较其它脉冲能得到更小的脉冲展宽。在FWHM为120ns,功率为1nw的情况下,三角波的时延量可达到113ns,于此同时,脉冲的展宽值为1.09。1.5阶超高斯脉冲的时延量虽然仅有101.2,但由于脉冲展宽值为0.99,几乎可实现无畸变传输。
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