高非线性光纤中飞秒孤子脉冲的宽调谐研究

这篇科研论文详细探讨了如何利用高非线性光纤来产生宽范围可调谐的飞秒孤子脉冲。研究的核心是基于非线性偏振旋转技术的被动锁模掺Er3+光纤激光器，该激光器能够产生1560 nm波长、脉宽仅为300 fs、重复频率为13.7 MHz的飞秒激光脉冲。这些超短脉冲被引入到长度为1010米的高非线性光纤中，通过孤子自频移效应，实现了140 nm的宽谱调谐范围，即从1560 nm到1700 nm。 孤子自频移是一种非线性光学现象，它发生在光纤中，当高能光脉冲在纤维内部传播时，由于非线性相互作用，光的频率会自发地发生改变。在这个实验中，随着输入脉冲平均功率的变化（0.15 mW至0.8 mW），观察到了孤子自频移现象，并且孤子脉冲的中心波长可连续调整。这种调谐能力对于开发可调谐的飞秒激光脉冲源具有重要意义，因为它们在精密光谱学、超快光学以及全光通信等领域有着广泛的应用。 为了进一步理解这一现象，研究人员基于非线性薛定谔方程进行了数值模拟。通过对不同输入功率下的孤子自频移进行计算，他们能够与实验观测结果进行比较，从而验证了理论模型的准确性和实用性。这些研究结果不仅加深了对非线性光纤中孤子动力学的理解，还为实现高效、宽带的全光信号处理提供了新的可能性，比如全光模数转换。 这项工作展示了高非线性光纤在飞秒脉冲调控中的潜力，为未来设计和优化高性能、可调谐的飞秒激光系统提供了关键的理论和实验依据。在当前信息技术日新月异的时代，这种技术的进步有望推动光通信和光信息处理技术的发展，对科学研究和工业应用产生深远影响。