利用掺镱双包层光纤放大器对百皮秒单脉冲(重复频率1 Hz)进行了放大实验，分析了其放大过程中自相位调制对脉冲时域和频域特性的影响.采用小芯径(纤芯直径6.5 μm)掺镱双包层光纤作为增益介质，研究了放大器中从小信号增益到增益深度饱和整个变化过程中自相位调制引起的频谱展宽效应，并分析了SPM引起的脉冲波形和频谱光强分布的变化.采用布喇格光纤光栅扫描方法观察了其光谱的变化，解决了单脉冲光谱不易测量的问题.结果表明: 区别于无源光纤中的自相位调制效应，随着抽运功率的增加，百皮秒脉冲放大过程中增益饱和效应和自相位调制效应的共同作用，使脉冲频谱分裂成不对称双峰结构，且光强分布先向短波后逐渐向长波集中.

采用分步法结合Hankel变换对修正薛定谔方程进行数值求解,通过数值计算对飞秒脉冲在非线性正色散介质中的自聚焦特性进行了简要分析.在此基础上,针对啁啾脉冲放大系统(CPA)中的啁啾高斯脉冲,对其全光束自聚焦特性进行了计算模拟和分析讨论.研究结果表明,群速度色散(GVD)对大啁啾脉冲的影响很小,谱宽对自聚集的影响可以忽略.因此,具有大啁啾的脉冲在非线性正色散介质中的自聚焦特性不同于飞秒脉冲,而与纳秒脉冲相似.

对重复周期小于载流子寿命的重复脉冲注入的情况,从速率方程出发,用分段模型对半导体光放大器的皮秒增益和折射率非线性进行了数值模拟,给出了重复脉冲注入下输出光脉冲时域波形的畸变、注入光脉冲引起的增益和相位变化,输出光脉冲上的频率啁啾随注入脉冲数增加的变化,以及归零光信号码流引起的增益和相位变化。

重点研究了偏振模色散、群速度色散、自相位调制三者之间在高速光纤通信系统中的相互作用,从时域角度分析脉冲的演变,从频域角度分析频谱的变化,提出一定条件下,啁啾、色散、自相位调制可以部分补偿偏振模色散的思想。通过对40 Gbit/s系统进行偏振模色散、群速度色散和自相位调制共同作用的仿真,从统计意义上验证了它们之间的相互影响,并找到最佳传输方案,对系统设计提供了参考。

比较了三种不同色散光纤用于超连续过程时的频谱展宽特性,在此基础上对产生宽带、平坦超连续谱超连续谱的普通色散位移光纤的参量进行模拟设计,并提出优化设计应遵循的原则。

从速率方程出发，采用分段模型对半导体光放大器(SOA)的皮秒增益和折射率非线性进行了数值模拟，具体分析了注入光脉冲引起的载流子浓度的变化、输出光脉冲时域波形的畸变、注入光脉冲引起的增益和位相变化，以及输出光脉冲上的频率啁啾。

本文提出了一种研究超短光脉冲在介质中传输特性的简单的计算机计算方法.用该方法得到了正色散光纤中的频率调制、频谱加宽和方波自成形,以及负色散光纤中的一、二、三阶孤子传输.其数值计算结果与解非线性薛定谔方程的数值结果完全一致.