基于啁啾补偿技术的自相似脉冲压缩光纤设计

李沐霖，张巧芬，史圣达

(1.广东工业大学 机电工程学院，广州 510006；2.广东工业大学 精密微电子制造技术重点实验室，广州 510006)

引 言

获得高功率优质的超短脉冲光源一直是国内外光纤光学研究的热点问题。2000年,FERMANN等人[1]首次在理论和实验上证明了带有增益的光纤放大器能够产生自相似脉冲。所谓自相似脉冲是指产生于色散渐减光纤(dispersion decreasing fiber,DDF)或光纤放大器正色散区的一类啁啾近乎线性、时域波形类似抛物线形状的渐进性脉冲。自相似脉冲具有许多优点[2-3]：传输特性只与入射脉冲的能量和和光纤参量有关，与入射脉冲形状无关；因其产生的啁啾具有很强的线性，所以高功率传输时有抵御光波分裂的能力，能显著提升脉冲压缩的质量，故如何利用自相似脉冲来产生超短脉冲输出便成为了研究的热点[4]。自相似脉冲的压缩方法主要采用啁啾补偿技术，常利用色散补偿光纤(dispersion compensation fiber,DCF)[5-6]、啁啾光纤光栅[7]等色散补偿器件或采用预啁啾处理[8]等方法来进行啁啾补偿，其中 DCF因补偿效果好、技术相对成熟且使用方便得到了广泛的应用。近年来，绝大部分的研究都主要集中在如何获取高线性啁啾的脉冲进行后期的压缩补偿，而对于补偿光纤的设计却鲜有报道。因此，本文中基于啁啾补偿技术研究自相似脉冲啁啾补偿光纤的设计，采用色散渐增光纤进行自相似脉冲的啁啾补偿。首先基于DDF产生具有强线性啁啾的自相似脉冲，进而基于啁啾特性研究自相似脉冲的后续压缩补偿问题，啁啾补偿光纤的设计采用普通色散补偿光纤以及色散渐增光纤，探讨了两种类型的压缩光纤对自相似脉冲的线性啁啾补偿效果以及高功率压缩脉冲输出性能的影响。……