对光纤展宽以及光栅对压缩后脉冲形状的计算

资 源 简 介

对光纤展宽以及光栅对压缩后脉冲形状的计算

详 情 说 明

光纤展宽和光栅对压缩是超快光学中重要的脉冲整形技术。该过程主要利用介质的色散特性实现对超短脉冲的时域调控。

在光纤展宽阶段，正色散光纤会引起不同频率成分的脉冲产生不同的传播速度，导致高频成分滞后于低频成分。这种群速度色散效应会使脉冲在时域上展宽，形成啁啾脉冲。展宽程度与光纤长度、色散系数及输入脉冲特性密切相关。

光栅对压缩则是利用负色散效应补偿啁啾。当展宽后的脉冲通过光栅对时，其特殊的光程差设计会产生与光纤相反的色散，使高频成分获得超前补偿。理想情况下，经过精确匹配的光栅对可以完全消除线性啁啾，恢复原始脉冲宽度。

计算最终脉冲形状需要考虑几个关键参数：初始脉冲的时域/频域特性、光纤的色散系数和长度、光栅对的间距和入射角等。通过求解非线性薛定谔方程可以完整描述脉冲在光纤中的演化，而光栅对的传递函数则可用相位调制模型表征。