提出一种在单模光纤正常色散区由连续波产生超短光脉冲串的新方法。即让连续波和一个波长位于光纤正常色散区的调制脉冲串在光纤中同时传输,交叉相位调制效应和群速度色散效应的相互作用能使连续波演化成一串超短光脉冲,其脉冲宽度比调制脉冲串中的脉宽要小得多。本文还通过计算机模拟,对这一方法进行了全面的考察和分析。结果表明,该方法不仅实用,而且可取得较好的效果。

从光纤中包含五阶非线性效应的扩展非线性薛定谔方程出发,采用分步傅里叶算法,数值模拟了连续光波的幅度受到正弦光扰动的调制后在光纤中演化分裂成超短脉冲串的过程,探讨了五阶非线性效应和正弦调制周期对脉冲串形成和演化特点以及相应频谱的影响。结果表明,与三阶非线性相比,正五阶非线性使形成超短脉冲串的最佳光纤长度缩短,形成的单个脉冲宽度更窄、峰值功率更高,负五阶非线性则相反。正弦调制周期将影响脉冲串的重复率和最佳光纤距离。随传输距离的增加,单个脉冲可能分裂成两个甚至三个分脉冲,在主脉冲之间还可能出现一定数量的峰值功率弱的次脉冲。就频谱特性而言,正(负)五阶非线性可增多(减小)光波频率成分、加宽(窄化)频谱; 视主脉冲有无分裂以及次脉冲的存在与否,频谱的形状也会不同。