淺析梳狀色散光纖中皮秒脈沖壓縮特性

數值法解方程（1），可得到不同色散光纖的壓縮比隨光纖長度的變化，由計算可知，雙曲函數色散漸減光纖的壓縮比大。同時為了表征壓縮后脈沖質量，可計算脈座能量（％）為：其中Et為脈沖總能量，Es為與該脈沖等高等寬的孤子脈沖能量。對于色散漸減光纖的壓縮效果，許多己作分析，結論是，在色散緩變光纖中被壓縮的脈沖質量好，但需要長達幾十公里的色散漸減光纖。
目前色散漸減光纖還沒有適用的產品面市，也不容易根據計算結果隨意改變光纖的色散變化類型，因此人們提出用梳狀色散光纖來代替，即取不同長度的普通單模光纖和色散位移光纖交替連接在一起，使其平均色散按漸減規律變化。段數越多，其色散累積值越接近色散漸減光纖，但由于段數的加使附加損耗加，從而削弱壓縮效果，因此如何選取光纖色散變化規律及光纖段數是設計梳狀色散光纖達到壓縮效果的關鍵。為按（4）式~（7）式色散變化規律設計的梳狀色散光纖的壓縮效果。其中，初始脈寬為16ps，N= =5，光纖總段數為20.可以看出，當光纖的平均色散在色散變化就是這種情形。設每個接頭損耗為0. 05dB，不同段數的雙曲函數梳狀色散光纖的壓縮比數值計算結果如所示。考慮附加的接頭損耗，當段數加時，總的壓縮比將有明顯減小。由計算可以得出，選擇少于20段光纖組成的梳狀色散光纖是比較合適的。
以上的壓縮是屬于絕熱壓縮，需要較長距離的光纖，才能得到滿意的壓縮比。而且由可知，壓縮比沿光纖長度近似單調上升。而高階孤子壓縮雖然所需光纖短，但脈沖兩側有較高的次峰和脈座，脈沖質量差。如果在梳狀色散光纖輸入端加入N> 1的光脈沖，可在較短的光纖中得到較大的壓縮比，但光纖長度需控制。而且N不能過大，過大會使脈沖質量變差。另外，由于兩種色散值的光纖交替連接，造成壓縮比的較大的波動，這與N=1的情況有所不同。為色散變化為雙曲函數且N> 1時的壓縮比沿光纖長度的變化。為壓縮前后光脈沖波形。
從我們的計算中可以發現，當啁啾量C較大時，需要較大的脈沖注入功率才可能得到較好的壓窄效果。這是由于當啁啾較大時，輸入的脈沖在色散量較大的初始段受到較大的展寬而導致脈沖的峰值功率下降，不利于孤子壓縮。另外，啁啾量較大的光脈沖的波形經過壓窄后會形成較大的底座，不利于信號的傳輸。所以，在進行壓窄前應對益開關半導體激光器進行消啁啾處理。
表明，同樣的輸入峰值脈沖功率（N= 1.8）下，C=一2.0時，20km光纖內得不到壓縮（壓縮比<1），而C=0.時，壓縮比高達13（18km處），可見減小啁啾有利于脈沖壓縮。給出了零啁啾結論本文分析了梳狀色散光纖代替色散漸減光纖的壓縮效果，并設計了高階孤子壓縮與梳狀色散光纖組合的光脈沖壓縮方案。對益開關分布反饋激光器的輸出脈沖的壓縮也作了初步的分析。
從分析中可以看出，當輸入脈沖峰值功率較大或采用色散快變的梳狀色散光纖時，脈沖的壓縮比較大，但會形成較大的脈沖底座。
利用梳狀色散光纖可以克服色散漸減光纖產品化難的問題，并且可以靈活地改變其色散分布值，達到好的壓縮效果。