受光栅制作工艺的影响,光栅参数的轻微偏移极易导致耦合系数偏离设计值从而影响分布式反馈(DFB)半导体激光器性能。通过微扰下的耦合模理论与数值仿真相结合的方式,对侧向非对称光栅的耦合系数特性进行了深入分析。当光栅宽度与脊型区宽度之比在一定范围内时,两个亚光栅之间非对称距离的引入使波导内的光场产生轻微偏移,光场的耦合状态发生改变。这有利于光栅的耦合系数稳定在一个合理的范围内,有效地缓解了占空比等参数对光栅耦合系数的影响,降低光栅工艺误差对DFB半导体激光器性能的影响;此时谐振腔内光子密度均匀分布,避免了常规光栅结构易引发的空间烧孔效应,有助于半导体激光器窄线宽激光的输出。本文工作将为侧向非同步耦合光栅的设计与应用提供理论参考。

为了研究离散效应对光子晶体光纤中飞秒信号脉冲压缩的影响，采用分步傅里叶方法数值求解耦合的非线性薛定谔方程，模拟了双飞秒脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输过程；计算和分析了离散效应和非同步耦合对信号脉冲压缩的影响。结果表明，当抽运脉冲在反常色散区进行抽运，而信号脉冲在正常色散区入射时，在群速度色散、3阶色散，自相位调制及交叉相位调制联合作用下，信号脉冲在传输过程中不仅被压缩且存在最佳光纤长度；离散效应导致信号脉冲压缩因子减小，所需最佳光纤长度增加以及压缩后的脉冲频谱呈现不对称，采用非同步耦合有利于改善信号脉冲的压缩质量。

通过数值模拟，分析了脉冲离散效应对单模光纤正群速色散区基于暗孤子交叉相位调制的脉冲压缩的影响，并提出了减轻这种影响的办法。作者发现，即使暗孤子与被压缩脉冲的中心波长相差很小，离散效应对脉冲压缩的影响也很大。离散效应不仅导致脉冲压缩比的减小和压缩后脉冲峰值功率的降低，而且还导致脉冲压缩所需最佳光纤长度的增加以及压缩后的脉冲呈现不对称性。还发现，若采取本文提出的非同步耦合法，则可以明显地弥补离散效应对脉冲压缩的影响，从而有效地改善脉冲压缩效果。