色散补偿准光孤子传输特性数值分析

为了使准光孤子能够在标准单模光纤中稳定地传输,采用了分步傅里叶方法分别模拟了准光孤子在标准单模光纤中的传输和在色散补偿系统中的传输,得到了准光孤子在标准单模光纤中的传输特性和在色散补偿系统中的传输特性。结果表明,准光孤子在标准单模光纤的传输过程中脉冲峰值逐渐降低,脉冲宽度逐渐展宽,不能稳定传输;而准光孤子在采取色散补偿技术的色散补偿系统中传输时,脉冲形状几乎保持不变,与准光孤子直接在标准单模光纤中的传输相比,性能得到了很大改善。     

光孤子通信技术介绍

介绍了光孤子的形成、光孤子的放大、动态光纤孤子的通信、动态光纤孤子通信传输实验系统的构成、光孤子的传输特性及光孤子通信实验的发展过程。     

光孤子在分布式光纤放大器中传输特性的研究

光纤放大器用于补偿光信号在光纤中的传输损耗,是全光通信网中的核心器件。建立了光孤子在分布式光纤放大器中传输的物理模型,采用分步傅里叶变换法数值模拟了光孤子的传输放大特性,讨论了增益色散对光孤子形状和频谱的影响。结果表明：在放大器的反常色散区,随着光孤子的放大,会不断地产生啁啾孤子,孤子频谱会加宽并且产生振荡结构。放大介质的增益色散将会使光孤子幅度下降,宽度展宽,频谱窄化。因此,光纤放大器的色散、非线性效应和增益色散均会对光孤子的传输特性产生影响。     

色散管理和非线性管理控制光孤子群的传输

从描述光孤子传输的非线性薛定谔(NLS)方程出发,给出了色散管理和非线性管理的光孤子的传输方程,利用对称分步傅里叶方法对方程进行数值求解,模拟研究了色散管理和非线性管理控制光孤子在光纤中的传输演化特性。结果表明,只有色散管理控制光孤子群在光纤中的传输,随着传输距离增加,孤子间的相互作用逐渐加剧,如色散管理和非线性管理同时控制光孤子群在光纤中的传输,可极大地抑制孤子间的相互作用,且随着距离增加相邻孤子间的作用几乎不变,这一结果可应用于光孤子群远距离的传输。     

光纤通信加性噪声中孤子传输非线性问题

光纤中具有轻微的非线性和一定的色散特性,这两种特性分开来说,将会损害光纤通信中系统的性能,但是在一定的条件下,这种小的非线性的影响可以抵消色散的影响,产生孤子.在无耗的光纤介质中,孤子可以传输任意距离而不改变形状.实际的有耗光纤中,为了使用孤子,用光放大器来抵消光纤的损耗,以维持链路上孤子能量的稳定.通常在光纤中非线性和色散效应都比较弱,对光纤的作用表现为两种效应的相加性.放大器的自发辐射噪声(ASE),通过两种不同的机理增加了系统的误码率(BER):(1)通常的加性噪声的影响;(2)孤子速度的抖动.第二种效应导致脉冲到达时间的抖动,这就是Gordon-Haus效应.由于光纤存在损耗,光孤子在光纤里的传输过程中,其幅度随传输距离按指数规律衰减,必须对孤子能量进行放大.一种是分布式光放大器方法;另一种是集总式光放大器方法.分布式EDFA使用低浓度的掺铒光纤作为传输介质.集总式放大就是在光纤线路中每隔一段距离L接入一段集总式光纤放大器(目前通常采用EDFA)来补偿孤子能量的损失.本文研究了孤子传输在存在损耗和放大器自发辐射噪声(ASE)时的孤子传输方程及其解.并对孤子传输的控制作了概述.(PD3)     

皮秒孤子色散管理传输特性研究

从描述光纤中孤子脉冲传输的非线性薛定谔(NLS)方程出发,利用对称分步傅里叶方法对方程进行数值求解,研究了常规光纤中皮秒孤子色散管理(DMS)的传输演化特性。结果表明,孤子在通过密集周期性搭配具有相反色散系数的常规光纤中传输,可以降低孤子间的相互作用,使得孤子的传输演化特性得到改善。最后指出,利用色散管理来对常规光纤中光孤子脉冲之间的相互作用加以拟制,从而提高信息传输的比特率,必须具有特殊的光纤制造工艺。     

拉曼放大对孤子传输特性的影响

利用频率分辨光学门(SHG-FROG)技术研究了拉曼放大对光孤子传输特性的影响。研究表明,拉曼放大能够补偿光纤损耗,但不改变孤子脉冲的时域波形,对孤子脉冲的啁啾影响不大。当传输光纤长度小于拉曼放大有效光纤长度时,拉曼放大能够完全补偿光纤损耗;当传输光纤长度大于拉曼放大有效光纤长度时,拉曼放大能够部分补偿光纤损耗。拉曼放大对光纤损耗的补偿能力随着抽运功率的增加而增大。光孤子脉冲对拉曼放大抽运光偏振特性不敏感。     

色散缓变光纤中皮秒孤子传输动力学研究

用变分原理推导出了色散缓变光纤中皮秒光孤子传输的动力学方程，理论 色散指数缓变光纤中光孤子的传输特性，理论分析与数值模拟一致。     

光孤子通信系统（上）

本讲座介绍光孤子通信系统的概貌［１］，着重叙述光孤子的物理概念及其特性、光纤损耗对光孤子的影响以及对光孤子放大怎样补偿光纤损耗，从而使光孤子传输数千公里后仍保持波形和幅度不变。     

利用光纤环激光器和色散搭配的孤子传输

对不同波长的光脉冲在由正负色散光纤的组成的光纤链中的传输特性进行了数值和实验研究。实验结果和数值分析表明，在相同的初始条件下，短距离传输时，采用平均色散为正常色散的光纤传输要优于孤子传输方式，长距离传输时，采用孤子传输要优于脉冲在平均色散为正常色散的非线性光纤中传输。在正负色散位移的光纤链中的孤子传输，有一最佳波长。