高斯脉冲在光纤中传输的光纤光栅色散补偿研究

高斯脉冲在光纤中传输一段距离后，啁啾系数和脉冲宽度均要发生变化，不同啁啾系数和脉冲宽度的高斯脉冲经过啁啾光纤光栅反射后的脉宽压缩特性也不同。本文介绍了啁啾高斯脉冲在光纤中的传输特性以及啁啾高斯脉冲经啁啾光纤光栅反射后的传输特性。理论分析和实验均表明，使用啁啾光纤光栅实现长距离色散补偿时，最佳色散补偿长度与光栅位置有关。     

无初始啁啾高斯光脉冲的色散展宽及色散补偿

对无初始啁啾高斯脉冲在普通单模光纤中的传输特性及线性啁啾光纤光栅的色散补偿特性进行了理论分析和数值模拟。结果表明,光纤的色散导致了传输脉冲的展宽,线性啁啾光纤光栅能够实现对展宽脉冲的良好补偿,啁啾光栅时延曲线的平滑度和线性度都是影响其色散补偿性能的重要因素。本文对啁啾光纤光栅的制作及其在色散补偿中的应用有一定的指导意义。     

相位共轭技术对光纤中互相位调制效应的补偿研究

针对两束波长不同的信号脉冲的传输情况,通过理论分析和数值计算,研究了采用频域相位共轭技术和时域相位共轭技术分别对互相位调制效应的补偿情况.结果表明:时域相位共轭技术无法补偿互相位调制引起的信号失真,频域相位共轭技术则能完全补偿.对于高斯脉冲,经频域相位共轭技术补偿的输出与输入信号脉冲完全相同;对于不同啁啾值的高斯脉冲,...     

初始啁啾对高斯脉冲形成光孤子的影响

本文通过解薛定谔方程分别研究了线性光纤中色散导致具有初始频率啁啾的高斯脉冲展宽的详细物理过程和非线性光纤中自相位调制导致光脉冲频谱展宽的详细物理过程 ,得到高斯脉冲在光纤中群速度色散所导致的频率啁啾在反常色散区是下啁啾 (负啁啾 ) ,与脉宽的关系是线性的 ,自相位调制所产生的频率啁啾是上啁啾 (正啁啾 ) ,在脉冲的中心部分近似为线性 ,当CPβ2 <0时 ,脉冲有一个初始窄化的阶段等结论。最后用计算机模拟光孤子传输估算出形成孤子的初始啁啾范围值。     

自陡峭效应对相位共轭系统脉冲传输的影响

光学相位共轭(OPC)技术能够同时且高效地补偿光纤传输过程中色散及非线性效应所导致的信号失真，且该技术同脉冲调制方式无关。从理论上分析了在自陡峭效应(SS)作用下高斯脉冲信号在中距相位共轭系统中的传输演化特性，数值模拟了在其作用下超短飞秒高斯脉冲的动态传输过程，讨论了自陡峭效应对中距相位共轭系统复原性能的影响。结果表明自陡峭效应将导致高斯脉冲信号发生峰值漂移和脉冲后沿变陡，相位共轭系统不能补偿由此导致的脉冲失真和畸变。引入合适的色散可以减小这种信号失真，并使得相位共轭系统能够同时补偿由于色散、自相位调制和自陡峭效应而引起的信号失真。     

非啁啾光纤光栅在色散补偿中的应用

本文基于均匀布拉格光纤光栅的色散特性和啁啾高斯脉冲的传输演变特性,研究了工作于传输方式的非啁啾光纤光栅的色散补偿性能,讨论了光栅长度,光栅耦合系数等光栅参数以及初始脉宽,初始啁啾等脉冲参量对补偿光纤长度的影响。     

初始啁啾补偿光纤色散效应的数值研究

以具有初始啁啾的高斯脉冲在单模光纤中的传输为例,分析、计算了线性初始啁啾对光纤二阶、三阶色散效应的影响,指出了初始啁啾进行色散补偿的适用范围和条件,并对二阶、三阶色散完全补偿光纤链路中40Gbit/s短脉冲传输效果进行了数值计算,结果表明,依据入射功率选择合适的初始啁啾,能使脉冲稳定传输距离大幅提升.     

短脉冲在色散平坦光纤中传输前后波形、相位和啁啾测量的实验研究

二次谐波频率分辨光学门(SHG-FROG)是能够准确测量短脉冲多项特性参量的新技术。利用二次谐波频率分辨光学门脉冲分析仪对在色散平坦光纤中传输前后的短脉冲进行了测量,得到了待测光脉冲的频率分辨光学门(FROG)图、自相关曲线、自相关频谱曲线、波形和相位曲线以及脉宽、谱宽、啁啾等反映短脉冲特性的信息,对实验结果进行了分析,并与高斯脉冲在单模光纤中的线性传输理论进行了比较。结果表明,激光器输出的短脉冲是具有负线性啁啾的近变换极限高斯脉冲,经过12.7 km色散平坦光纤传输后仍然为具有负线性啁啾的高斯脉冲,其谱宽在传输过程中基本保持不变,脉宽展宽了3.1倍,啁啾增大了4倍。实验测量结果和理论预期一致。     

几周期啁啾高斯脉冲的时域特性研究

研究了带有线性啁啾的几周期高斯脉冲的主要时域特性 ,分析了载波相位对啁啾脉冲的影响。结果表明啁啾在很大程度上增大了载波相位发挥作用所对应的脉宽范围 ,并且相位对啁啾脉冲的作用比对无啁啾的情况更加显著。     

光纤中皮秒高斯脉冲的传输特性研究

对描述具有初始频率啁啾的皮秒高斯脉冲传输的微分方程组用龙格-库塔算法进行了求解,得到了高斯脉冲各参数随距离演化的数值解并据此画出了高斯脉冲包络的演化。数值结果表明：二阶色散与光纤非线性的比值为0.72时,脉冲的展宽可以被光纤非线性有效地补偿,且脉冲的频率抖动和啁啾也可以得到较好的抑制,但是过强的三阶色散和初始啁啾将导致脉冲能量的迅速衰减和波形的快速畸变。     

Compensation for the self-steepening effects in optical fiber communication system using midway optical phase conjugation

Effects of self-steepening (SS) of chirped Gaussian pulses on optical fiber communication system using midway optical phase conjugation (OPC) are analyzed. Dynamic evolution of the ultrashort pulses is simulated numerically. It is found that OPC cannot compensate for pulse waveform distortion due to SS.The initial chirp of pulses and dispersion can counteract SS and improve the compensation performance for the distortion.     

Influence of Initial Chirp on Propagation of Super-Gaussian Pulse inside Fiber

Under the condition of combined effects of group-velocity dispersion and self phase modulation, the step Fourier method is used to simulate the propagation of initial chirped super Gaussian pulses inside fiber. The initial chirp influences the shapes of super Gaussian pulses in propagation process, and positive and negative chirps have different effects. For the existing of initial chirp, the splits of pulses and the spreading speed move ahead and increase. When the amplitude of super Gaussian pulses increases by 1.4 times, in the range of | C |<1.5, pulses can keep good shapes along their propagation distance. Even if | C | increases to 3.5, their shapes are also good. Most energy of pulse is still at the middle parts. These results show that, for the initial chirped super Gaussian pulses, the influence of initial chirp will be decreased by increasing the intensity of pulses. This will be of benefit to optical communication.     

Pulse evolution in a photorefractive self-pumped phase conjugatorwith transmission grating geometry

The effect of grating dispersion on pulse evolution in a photorefractive self-pumped phase conjugator is analyzed. The broadening factors and the time-dependent phases of self-pumped phase-conjugate pulses of unchirped and chirped Gaussian pulses are obtained. When the grating dispersion and the angular dispersion cancel the material dispersion, the self-pumped phase-conjugate pulse has a minimum width, which is determined by the first-order dispersion of the grating. The self-pumped phase conjugation of an unchirped Gaussian pulse broadens and is linearly chirped whereas the self-pumped phase conjugation of a chirped Gaussian pulse is compressed when the dispersion-induced chirp cancels the initial chirp     

双曲正割脉冲在光纤中传输的非线性效应

高斯型脉冲在光纤中的传输已有解析解,而对于一些锁模激光器发射的双曲正割脉冲在光纤中的传输特性尚未有解析解。为了研究高功率双曲正割脉冲在单模光纤中的传输特性,文中借助于分步傅里叶方法分析了峰值功率5 000W的双曲正割脉冲在初始啁啾为1.7 rad/s,色散长度0.64 m,非线性长度1.53 m 时1 m 长的光纤中的脉冲演化过程。结果表明,其色散感应脉冲展宽的定性特征与高斯脉冲近似一致,但色散感应的频率啁啾沿脉冲不再是纯线性变化,若输入脉冲峰值功率过大,会引起频谱振荡。     

高功率啁啾高斯脉冲在光纤中传输的形变研究

从光纤广义非线性薛定谔方程出发,定义了用于衡量脉冲形变大小的脉冲形变因子,定量地分析了在传输过程中脉冲形变因子、临界长度、临界功率及初始啁啾之间的关系。结果表明:在传输过程中,当入射脉冲的峰值功率一定时,正啁啾脉冲的形变比负啁啾脉冲和无啁啾脉冲的形变小;当脉冲的初始啁啾一定时,脉冲传输的临界长度随着传输功率的增加而降低,且随着功率的增大,不同初始啁啾脉冲的临界长度趋于一致;在传输距离一定时,临界功率与初始啁啾呈线性变化,且啁啾的漂移对正啁啾脉冲的临界功率影响较大。     

啁啾指数脉冲的非线性传输研究

数值研究了初始线性啁啾指数光脉冲在单模光纤反常色散区的非线性传输特性,并将这种特性与双曲正割脉冲的相关特性作了比较.脉冲振幅A=1时,负啁啾对脉冲时域宽度展宽的影响比正啁啾大;指数脉冲受啁啾影响比双曲正割脉冲更敏感.A＞1.2时,脉宽在演化过程中呈周期性衰减振荡,振荡周期和振幅随啁啾|C|(|C|≤2)的增大而增大,最后能演化成光孤子.脉冲演化成光孤子所需的最小振幅A比啁啾双曲正割脉冲的大.     

DWDM系统啁啾高斯脉冲简并四波混频噪声标准差的计算

假定入射脉冲为啁啾高斯脉冲,考虑到各信道内的比特模式及比特序列初始相位的随机性,得到此种情况下的强度调制直接检测（IM/DD）密集波分复用系统（DWDM）简并四波混频噪声标准差的半解析的理论计算模型,这个理论模型同时考虑到各信道间的脉冲走离效应的影响,计算结果表明：除了群速度色散、信道间隔等是影响此种标准差的重要因素外,当高斯脉冲有较小的初始脉宽时,各信道比特序列的相对初始时延、初始啁啾参量都是重要的影响因素,计算结果同时表明：初始脉宽较小时,色散效应导致的脉宽随距离的变化对这种标准差值的影响不能忽略。     

自相位调制的频谱展宽研究

光纤中的自相位调制(SPM)会导致光脉冲的频谱展宽.文章作者通过调整光纤参数和光脉冲参数,利用OptisyStem软件成功地模拟出了SPM效应,并详细分析了光纤长度、峰值功率、脉冲形状和初始啁啾等参数对SPM谱的影响,观察到了负的初始啁啾使光纤输出端的脉冲频谱窄化的现象.     

五阶非线性对光纤中高斯型脉冲传输特性的影响

从含修正项的非线性薛定谔方程出发,采用变分法,导出了五阶非线性情况下光纤中高斯型脉冲参数随传输距离的演化方程组,求出了振幅与脉宽、频率与啁啾、脉宽与啁啾之间的三个解析约束关系,得出了脉宽随传输距离演化的解析解,讨论了五阶非线性对光纤中高斯型脉冲传输特性的影响.并且描绘了五阶非线性系数和啁啾对脉宽的影响、啁啾与初始啁啾对脉宽的影响、脉宽随传输距离以及五阶非线性系数、脉宽随传输距离以及初始啁啾四种情况下的三维图形.