1 上海无线电设备研究所，上海 201109
2 中国科学院上海光学精密机械研究所 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室，上海 201800
横模不稳定效应已经逐渐成为引起高功率光纤激光光束质量急剧恶化并限制其输出功率进一步提升的首要瓶颈问题。基于全光纤化正向泵浦的窄线宽高功率放大平台，对大模场光纤激光器中的横模不稳定效应进行了一系列的探索研究。根据耦合模方程的计算结果，所用大模场光纤25/400 μm中LP01、LP11模之间的非线性耦合强度最大，这也直接诱导了横模不稳定效应的发生。为了抑制LP11模在主放大级的产生和放大，通过弯曲限模这种可操作性强的模式滤波技术，将主放增益光纤的弯曲半径从6 cm缩小至5 cm的过程中，高功率光纤激光系统的横模不稳定阈值从1000 W量级提高到了1600 W量级，而且激光器的其他输出性能几乎没有受到影响。这为构建实际的窄线宽高功率全光纤化的激光系统提供了强有力的实验参照。
光纤激光器 横模不稳定 弯曲限模 非线性耦合系数 fiber laser transverse mode instability bending mode nonlinear coupling coefficient 红外与激光工程
2021, 50(1): 20200028
1 河北工业大学 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室，天津 300130
2 河北工业大学 河北省电磁场与电器可靠性重点实验室，天津 300130
利用Galfenol的逆磁致伸缩效应并通过分流元件调整其声子晶体带隙，以实现有效减振具有重要现实意义。基于磁致伸缩本构方程、Armstrong模型、法拉第定律、传递矩阵法和Bloch定理，推导了含分流电路的Galfenol有效弹性模量表达式，并建立其声子晶体振动模型。模型计算结果与实验结果对比表明，该模型能提供有效弹性模量随频率和分流电容变化的合理数据趋势，并能预测Galfenol参数随应力变化的非线性特性。分析了该声子晶体在开路下，其布喇格带隙(BBG)衰减常数峰值和截止频率随应力的变化规律，确定了器件减振的最佳工作点；分析了该声子晶体在不同分流电容和应力下的BBG、共振带隙(RBG)及其共振公共带隙(RCBG)特性，结果表明，较小分流电容、较大磁机耦合因子和较大电感可显著提高器件减振性能。
Galfenol声子晶体 有效弹性模量 非线性耦合 带隙 减振 Galfenol phononic crystal effective elastic modulus nonlinear coupling band gap vibration reduction
1 湖南城市学院 信息与电子工程学院, 湖南 益阳 413000
2 吉首大学 物理与机电工程学院, 湖南 吉首 416000
3 铜仁学院 大数据学院, 贵州 铜仁 554300
借助线性稳定性分析方法,推导出包含非线性耦合作用的锯齿型光波导阵列中平面波的离散调制稳定性增长率的解析表达式,并针对不同次近邻耦合系数分析了非线性耦合作用对调制不稳定性区域的影响.结果表明,改变非线性耦合系数的值会明显影响调制不稳定区域的形状.根据调制稳定性分析结果,预测了亮离散孤子可能存在的参数区域.然后,利用一种准离散的多重尺度方法得到了此锯齿型光波导阵列中亮离散孤子的解析解,并分析了它们的存在条件,结果与离散调制不稳定性分析预测的存在条件基本一致.
非线性光学 光波导 锯齿晶格 非线性耦合 调制不稳定性 亮孤子 Nonlinear optics Optical waveguide Zigzag lattice Nonlinear coupling Modulational instability Bright soliton
研究了一维非局域非线性耦合器中多极亮孤子的存在条件和稳定传输.用牛顿迭代法得到了二极和三极亮孤子.由于较强的非局域响应诱导孤子间的吸引作用比排斥作用大,此时二极孤子不能稳定传输,两孤子相互吸引,融合成一个孤子.随着非局域参数的减小,非线性效应和衍射效应达到平衡时,二极孤子能稳定传播.随着传播常数的减小,孤子的幅值减小,束宽变窄,使得孤子能稳定传播.对于三极亮孤子,在非局域参数较小的时候,耦合的两个三极孤子都不能进行稳定传输.传输一段距离后三极孤子发生碰撞,融合成两极孤子,两极孤子继续传输,最终融合成为一束振荡的光束.随着非局域参数的增大,三极孤子传播的稳定性增强.当传播常数取负数时,随着其绝对值的减小,三极亮孤子的幅值增大,束宽减小,孤子传播的稳定性增强.最后,通过加入白噪声进一步验证了这些亮孤子传播稳定性.
非线性 多极亮孤子 传输特性 稳定性 非局域非线性耦合器 Nonlinear Multipolar bright soliton Propagation characteristics Stability Nonlocal nonlinear coupler 光子学报
2019, 48(10): 1048006
通过求解Milburn 方程,研究了包含非线性相互作用的Heisenberg自旋链模型中量子纠缠和平均保真度的动力学特性, 讨论了非线性相互作用和不同初始态对量子纠缠及平均保真度退相干的影响。结果表明:系统处于 铁磁或反铁磁会导致量子纠缠随非线性相互作用的变化不同,相互作用处于铁磁情形比反铁 磁时纠缠变化明显;不同初始态对应不同的平均保真度表现,初始态的选择会影响系统的量子通信特性。
量子光学 纠缠 非线性耦合 内禀退相干 quantum optics entanglement nonlinear coupling intrinsic decoherence
1 华中科技大学 光学与电子信息学院, 武汉 430074
2 烽火通信科技股份有限公司, 武汉 430073
基于微环谐振腔FWM(四波混频)效应产生的OFC(光频梳)可实现多波长光源和光孤子传输、存储等, 能很好地满足光通信网络的要求。对基于微环谐振腔的OFC已有大量的实验报道, 但是理论研究却有些不足。文章介绍了目前两种微环谐振腔OFC的理论分析方法, 即NCME(非线性耦合模方程)和非线性LLE (Lugiato-Lefever方程), 对这两种方法的优缺点进行了比较分析。结果表明, LLE由于其计算速度快, 更适合用于基于微环谐振腔的超宽带OFC的理论研究。
微环谐振腔 四波混频 光频梳 非线性耦合模方程 非线性Lugiato-Lefever方程 micro-ring resonator FWM OFC NCME nonlinear LLE
兰州大学 信息科学与工程学院 现代通信技术研究所，兰州 730000
基于非线性耦合模理论，利用逆向递推龙格库塔法，数值研究了在磁光耦合系数中引入洛伦兹函数微扰后对磁光光纤布喇格光栅线性透射谱和非线性双稳特性的影响.研究结果表明：给磁光耦合系数引入洛伦兹微扰能在线性透射谱阻带中打开线宽极窄的一个透射窗口，微扰宽度和微扰中心位置可以影响透射窗口的位置、宽度以及峰值大小; 当微扰宽度和微扰中心位置发生变化时，光栅的双稳特性表现出明显的差异，合理地选择微扰参量可以实现对其双稳特性的优化.
洛伦兹微扰 线性透射谱 双稳特性 非线性耦合模方程 磁光光纤布喇格光栅 Lorentzian perturbation Linear transmission spectrum Bistable characteristics Nonlinear coupled mode equation Magnetooptic fiber Bragg gratings
1 重庆文理学院图书馆, 重庆402160
2 电子科技大学宽带光纤传输与通信网络重点实验室, 四川成都610054
回顾了光纤布拉格光栅非线性耦合模方程的数值求解方法，分析了基于隐式龙格-库塔方法的预报校正系统的特点。为实现简捷、高效、高阶精度的光纤布拉格光栅非线性耦合模方程的数值仿真，设计了基于连分式修正法的预报-校正系统并与基本方法进行了对比。采用该方法可以极大地加长光栅的分段长度以节约计算时间，同时也不存在仿真过程中因计算方法产生的不收敛现象，误差对比分析表明该方法能够准确地模拟光栅的非线性传输特性。为解决静态和动态情况下仿真方法不统一并避免数值计算引起的冲击响应，根据光栅中光波传输的物理过程建立了静态和动态情况下统一的数值仿真模型并研究了仿真中所采用的多种技术，利用这些技术能够有效地仿真连续波和脉冲输入情况下光纤布拉格光栅的非线性传输特性。
光纤布拉格光栅 非线性耦合模方程 传输矩阵法 光学双稳态 预报-校正系统 fiber Bragg grating nonlinear coupled mode equations transfer matrix method optical bistability prediction-correction system
成都电子科技大学光电信息学院, 成都 610054
根据2 μm掺铥光纤激光泵浦中红外硫化玻璃光纤拉曼激光器的模型, 采用非线性耦合方程组对激光器的性能进行了研究与分析。同时, 对激光器各参数包括光纤长度、输出耦合器反射率、光纤散射损耗对激光器性能的影响进行了分析并给出了优化结果。数值仿真结果表明, 在一定条件下, 2 μm泵浦硫化玻璃光纤产生拉曼激光的斜率效率可以超过85%。另外, 光纤长度和输出耦合器反射率不仅对输出激光功率的影响很大, 而且是相互影响的, 必须同时进行优化。结果也表明, 输出激光的功率随光纤散射损耗增加急剧线性下降。以上的结果可以用于硫化玻璃光纤级联拉曼激光器的实验指导和优化设计。
光纤拉曼激光器 中红外光纤激光器 硫化玻璃光纤 拉曼效应 非线性耦合方程组 fiber Raman laser mid-infrared fiber laser chalcogenide fiber Raman effect nonlinear coupled equations
利用置于光腔中的非线性耦合器制备了压缩和连续变量纠缠光.通过特征函数方法解析求解了双模腔场满足的主方程.分析发现:在一定的条件下,此系统能产生稳定的双模压缩和连续变量纠缠光,且压缩和纠缠的强度与系统的耦合参量及腔场损耗系数密切相关.
压缩 纠缠 非线性耦合器
