本文基于光波在宇称时间对称波导中传输的理论模型,数值研究各阶亮孤子在罗森莫尔斯势宇称时间对称波导中的传输特性。宇称时间对称波导的折射率分布对光具有线性聚焦作用,而增益/损耗分布可以引起光束能量的横向流动。研究结果表明: 当折射率调制深度为正时,一阶亮孤子在该波导中传输形成波浪形光束。当折射率调制深度为负时,一阶亮孤子分裂形成两束光,一束光发生弥散,另一束光以一定的速度向前传输,而增益/损耗调制深度会影响分裂后光束的传输行为;二阶亮孤子在较低的增益/损耗调制深度下传输形成稳定的呼吸光束;三阶亮孤子在传输过程中出现光波周期分裂与会聚现象;四阶及其以上高阶亮孤子在该波导中都不能稳定传输。此研究结果可为宇称时间对称在光波导中的应用提供一定的理论依据。

我们利用周期性极化铌酸锂(PPLN)波导模块演示了从铷原子D1线(795 nm)到光通信L波段(1 621 nm)的频率下转换,并将1 621 nm的转换光子通过15 km光纤进行长距离传输。为了降低由泵浦光引起的宽带自发拉曼散射噪声,我们用两个标准具级连方法将噪声带宽压窄至256 MHz。我们研究了下转换光子远距离传输后的信噪比随脉宽和平均输入光子数的变化关系,表明在低的器件外部转换效率(0.84%)下,当脉宽为30 ns,平均输入光子数为2个时,信噪比为1.5。

在色散振荡光纤中,研究平均色散、色散振荡周期和色散振荡振幅对准连续泵浦波输出调制不稳定性增益边带的影响。结果表明:随着平均色散和色散振荡周期的增加,各阶边带中心向频谱的中心频率移动,并且相对应的增益值逐渐减小。特别地,当色散振荡周期以整数增加时,在一定频谱范围内,会出现对称不等增益边带组。然而,增强色散振荡振幅,各阶边带中心频率并不发生改变,此时各阶边带增益出现振荡周期性的减小,边带出现分裂和消失的现象。同时,利用解析公式对离散增益边带进行理论预测,讨论解析公式的适用性。

基于非线性薛定谔方程,采用分步傅里叶变换方法,分别讨论了高阶效应(包括三阶色散、自频移和自陡峭)对二阶呼吸子传输特性的影响。结果表明,高阶效应的增加使得偏移量为零的二阶呼吸子分解得越来越早,随着分解后呼吸子组之间距离的减小,它们之间的相互作用越来越强。对于偏移量不为零的二阶呼吸子,高阶效应的增加会使其再现频率变大,也即前后呼吸子组之间的距离变小,最后导致相互作用的产生。