[发明专利]基于Peregrine孤子产生高质量脉冲串的装置和方法

说明书

本发明公开了一种基于Peregrine孤子产生高质量脉冲串的装置和方法，包括：包括：Peregrine孤子发生器(1)、可饱和吸收体(2)、掺饵光纤放大器(3)、第一单模光纤(4)、隔离器(5)、偏振控制器(6)、光谱分析仪(7)和光学采样示波器(8)；本发明的有益效果是：(1)利用可饱和吸收体消除Peregrine孤子的背景波；(2)通过掺铒光纤放大器进行放大，并在单模光纤中传输，得到长距离稳定传输的呼吸式脉冲，抑制了Peregrine孤子在光纤中传播分裂的情况；(3)实现方法较为简单，为光脉冲的产生提供一种新的方法。

技术领域

本发明涉及光纤光孤子领域，尤其涉及的是一种基于Peregrine孤子利用可饱和吸收体产生高质量脉冲的装置和方法

背景技术

这里所要研究的Peregrine孤子理论是由Peregrine提出，但最初一直没有被发现。直到2007年Solli观察到了极端的孤子脉冲。这些罕见的光学事件具有海洋怪波的标志性现象学特征，它们峰值功率非常大且看似不可预测，遵循L形统计，发生在非线性介质中，并且与典型事件相比具有宽带和时间上的陡峭性，这种光波成为光学怪波。光学怪波产生的物理机理有多种观点，其中一种理论就是利用Peregrine孤子来描述。Peregrine孤子是一种平面背景上的孤子脉冲，它在时间和空间上都是局域的，且具有较高的峰值功率。因此Peregrine孤子在高峰值功率脉冲产生方面具有潜在的应用。经研究发现，即使在非理想初始条件下，Peregrine孤子也可以在光纤系统实验中激发产生，这就为Peregrine孤子产生脉冲提供了可能。但由于Peregrine孤子中背景波的存在，在光纤的色散和非线性的相互作用下，Peregrine孤子在光纤系统中会发生分裂。所以为了获得高峰值功率的脉冲，首先要去掉Peregrine孤子的背景波。利用Peregrine孤子产生的高峰值功率脉冲，在光纤通信，光纤传感以及全光采样等方面都具有潜在的应用。

发明内容

本发明针对现有技术的不足提供一种基于Peregrine孤子利用可饱和吸收体在光纤中产生高质量脉冲，解决了Peregrine孤子在光纤中传播会产生分裂的问题，使得Peregrine孤子产生的脉冲可以在光纤中稳定且长距离传输。

本发明采用如下技术方案：

一种基于Peregrine孤子产生高质量脉冲串的装置，包括：Peregrine孤子发生器1、可饱和吸收体2、掺饵光纤放大器3、第一单模光纤4、隔离器5、偏振控制器6、光谱分析仪7和光学采样示波器8；将Peregrine孤子发生器1得到的Peregrine孤子输入到可饱和吸收体2中，利用可饱和吸收体消除的背景波，再将消除背景波的Peregrine孤子送入掺饵光纤放大器3中，经过放大后，使Peregrine孤子的功率达到2P₀后，P0是初始连续波输入的功率，然后输入到第一单模光纤4中进行传输，最后通过隔离器和偏振控制器，从偏振控制器6输出两路到光谱分析仪7和光学采样示波器8，由光学采样示波器和光谱分析仪输出结果。

所述的装置，光学采样示波器和光谱分析仪分别为具有亚皮秒分辨率的超快速光学采样示波器和具有2.5GHz分辨率的高动态范围光谱分析仪。

所述的装置，第一单模光纤4的群色散为β₂＝-21.4ps²/km。

所述的装置，第一单模光纤4的非线性系数为γ＝1.2W^-1km^-1。

所述的装置，可饱和吸收体的初始吸收系数为0.4，调制深度为0.8，可饱和吸收体的饱和功率为2.8P₀。

所述的装置，频率时钟信号为16GHz的电子时钟。