基于梳状色散缓变光纤链的孤子脉冲压缩研究

对孤子在梳状色散缓变光纤链中的传输特性进行了数值分析和实验研究，数值分析结果和实验结果基本一致。结果表明，用色散缓变光纤链压缩脉冲是一种较有效的压缩方案。     

利用光纤环形镜开关特性与孤子压缩效应获得无基座超短光脉冲

利用色散渐减光纤中高阶孤子非绝热压缩及非线性环形腔镜的消基座作用获得高质量无基座超短光脉冲.可以把波长为1.55 μm,脉宽为20 ps的光脉冲压缩为1.42 ps无基座超短脉冲.并与直接用色散渐减光纤的非绝热孤子压缩得到的同宽度光脉冲分别在光纤正负色散区传输进行了比较,发现用色散渐减光纤构成的非线性光纤环形腔镜获得的压缩光脉冲具有相对理想的波形和频谱结构,有利于在光纤中长距离稳定传输.     

色散管理孤子传输特性分析

色散管理孤子光波系统的色散图周期由具有正负色散值的两段光纤组成，并且在系统中周期性放置集中放大器及滤波器装置。采用变分法获得了描述此种系统性能的常微分方程组，并利用这组方程数值研究了各种参量对孤子传输性能的影响。研究结果表明，虽然从整体趋势上看，当要求色散管理孤子有较好的稳定性时，应适当降低系统的色散管理强度，但在一定条件下，调整光纤放大器的位置以及正负色散光纤的色散差值，可同时获得相对较大的色散管理强度和好的孤子稳定性；总体来讲，集总放大器的位置会对孤子传输的稳定性、色散管理孤子的能量增强因子、脉冲最佳入射位置以及波分复用系统中的信道间的孤子碰撞致定时抖动等系统性能参量产生较明显的影响，可通过优化放大器的位置使系统的性能得到优化。     

光纤布拉格光栅非线性孤子的特性分析

以非线性耦合模理论为基础，用数值计算的方法分析了光纤光栅非线性孤子的特性。结果表明，在较弱光脉冲输入时，脉冲被展宽幅度降低；在强光脉冲输入时，脉冲的幅度，速度和脉宽保持不变，孤子形成；当更强光脉冲输入时，脉冲被压缩同时产生随距离而变的线性啁啾。当波长位于负色散区的弱脉冲和位于正常色散区的强泵浦脉冲共同传输时，输入弱脉冲被压缩。     

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。     

非线性光脉冲在平均正常色散光纤中的传输

最先对非线性归零脉冲在具有平均正常色散光纤中传输进行了数值分析，数值模拟表明即使色散搭配光纤具有平均以散为正常色散，脉宽为２０ｐｓ，重复频率为７．４ＧＨｚ的非线性归零脉冲在色散为－０．５ｐｓ／（ｎｍ．ｋｍ），放大器间距为５４ｋｍ的光纤中传输１０００ｋｍ是可能的。提高入纤功率不能延长脉冲的最大传输距离，这与脉冲在平均色散为反常平均色散光纤中的传输特性相反。     

光栅色散渐减和损耗对布拉格孤子传输的影响

运用有限差分法数值模拟了布拉格孤子在光纤光栅中的传输,计算和分析了光栅色散与光栅损耗对布拉格孤子传输的影响.结果表明,光栅色散渐减使脉冲的峰值增大,光栅损耗使脉冲展宽,两者对布拉格孤子在光纤光栅中的传输具有互补性,即两者对布拉格孤子的传输作用相反.在一定的情况下,两者使布拉格孤子在光纤光栅中稳定地传输.     

高阶色散和高阶非线性效应对准光孤子传输的影响

为了研究高阶色散和高阶非线性效应对其在普通光纤上传输的影响,用数值模拟的方法研究了三阶色散、自陡效应和脉冲内拉曼散射效应对准光孤子传输的影响.结果表明准光孤子在实际的普通光纤中传输时,三阶色散、自陡效应和脉冲内拉曼散射效应中,冲内拉曼效应对其传输产生的影响比较大,致使准光孤子在普通光纤上传输时脉冲不断展宽,脉冲峰值功率降低,不能长距离保持脉冲形状不变.     

负三阶色散光纤中的孤子效应脉冲压缩

正三阶色散对光孤子传输和孤子效应脉冲压缩都是有害的。本文对负三阶色散光纤中的孤子效应脉冲压缩进行了数值计算,发现在适当条件下,负三阶色散对孤子效应脉冲压缩不仅无害,而且有益。     

平均色散值为正和负的色散管理系统中光孤子传输特性数值模拟

为了讨论光孤子在色散管理系统中传输的特性,分别模拟了孤子在平均色散为负（反常色散）、正（正常色散）的不同色散深度色散管理系统中演化的情况,结果表明,随着周期色散图色散深度的增大,稳定传输的脉冲峰值功率增大,且脉冲周期性振幅的波动幅度增大,并且发现了亮孤子可以在平均色散为正的光纤系统中传输,但传输质量较差,传输距离有限。     

光纤非线性孤立子通信

在单模光纤异常色散区,当非线性与色散平衡时,初始注入的光脉冲演化形成光孤立子。利用光孤立子可实现无畸变传输,大大提高光纤通信系统的容量和中继距离。本文简述了光孤立子产生的机理,用一种简明通用的方法求得了多种形式的光纤非线性传输方程,给出了无损耗非线性传输方程基态孤立子解完整的一般表示式,同时对孤立子系统设计进行了讨论。     

在线放大器为PSA的动态孤子通信系统传输性能受光纤色散参量影响的研究

通过计算机系统仿真研究光纤色散参量对以相敏光放大器(PSA)作为在线放大器的动态孤子系统传输性能的影响。研究结果表明,PSA增益的相敏特性使孤子脉冲主瓣幅度因光纤色散而下降,脉宽展宽,出现旁瓣。光纤色散值越大,经长距离传输后,孤子脉冲主瓣的下降幅度和脉宽展宽程度越显著;且旁瓣脉宽越宽。     

光学孤子在单模光纤中的非线性传输方程

人们熟知,由非线性薛定谔(NLS)方程描述的光学孤子可以在单模光纤中稳定地传输。本文在准单色近似和慢变包络近似条件下,利拥泰勒级数展开推出了这一非线性传输方程。由于推出的方程包含着高阶线性色散和光纤损耗项,因而可以用来研究短光脉冲(皮秒量级)在单模光纤传输过程中相关的非线性光学孤子效应,比如光学孤子分裂和光学孤子损耗等。     

Ultrashort pulse propagation, pulse breakup, and fundamental soliton formation in a single-mode optical fiber

The propagation of ultrashort (0.83 ps), intense dye laser pulses through a single-mode optical fiber is investigated. The input wavelength is tuned in the vicinity of the zero dispersion wavelength of the fiber. Although the input power is sufficient to generate solitons of up to the tenth order we do not observe the formation of high-order solitons. Instead, the input pulse breaks up temporally and spectrally after an initial stage of narrowing, and an ultrashort Stokes pulse is formed which shifts continuously to lower frequencies with increasing fiber length. The parameters of this pulse closely correspond to those of the fundamental soliton solution of the nonlinear Schroedinger equation. Using fiber lengths from a few meters up to 1 km the resulting pulse durations lie between 55 and 410 fs and the corresponding wavelengths between 1.36 and 1.54 μm. Numerical simulations solving a modified nonlinear Schroedinger equation including higher order dispersion and the Raman effect are in good agreement with the experimental results. It is shown that the principal soliton pulse shaping mechanisms are pulse narrowing and the soliton self-frequency shift.     

48 fs,108 MHz色散管理孤子掺Er3+光纤激光器

提出了一种基于商售光纤构建的适用于精密光谱光频梳应用的100 MHz重复频率色散管理孤子光纤激光器的设计方案.通过采用低负色散光纤调控重复频率、高正色散光纤增大腔内脉冲呼吸比,构建了重复频率为108 MHz、中心波长为1550 nm的基于正色散掺铒光纤的色散管理孤子光纤激光器,该激光器腔内净色散为-0.0023 ps2,直接输出脉冲宽度为70 fs,经光纤压缩后脉冲宽度为48 fs,且脉冲中心波长处在1550 nm.     

40-Gb/s RZ transmission over a transoceanic distance in a dispersion managed standard fiber using a modified inline synchronous modulation method

This paper analyzes in detail numerically a 40-Gb/s return-to-zero (RZ) transmission system over a transoceanic distance in a strongly dispersion managed line composed of standard single-mode fiber (SMF) and dispersion compensation fiber (DCF). We derived a periodically steady-state pulse (a DM soliton) in a DM line. Since the pulse width of a steady-state pulse is too broad for a 40 Gb/s system, the conventional in-line synchronous modulation technique cannot greatly improve the transmission quality. However, we found that the modified inline synchronous modulation technique, which is reported as the black-box optical regenerator, can effectively extend the transmission distance even in such a strongly DM line. We discuss the mechanism of the modified synchronous modulation technique with respect to a steady-state pulse in a transmission line, and show that a 40-Gb/s RZ signal can be transmitted over 20 000 km.     

光孤子通信系统的仿真

光孤子通信技术充分利用了光纤中色散参数和非线性效应的相互作用,可以使光脉冲在光纤中无畸变的进行传输,不受外界条件的影响,从而可以实现脉冲的超长距离传输。利用OptiSystem提供的强大的工具箱,模拟了光孤子通信系统的模型。并在给定的参数下,实现了系统的仿真,证实了仿真模型的可行性和正确性,为将来在此基础上实现改进的光孤子通信系统提供了有力的实验依据。     

正常色散光纤消啁啾的孤子传输实验

利用正常色散光纤消啁啾成功地进行了１Ｇｂｉｔ／ｓ，２３ｋｍ的光孤子传输，观察到了一阶和高阶孤子传输现象。在对光脉冲消啁啾过程中发现了一个新的现象：适当长度的正常色散光纤消啁啾不仅能够压窄负啁啾的脉宽，而且能够压窄频谱。     

10GHz ps光孤子在G652光纤中的绝热传输实验

利用二次谐波频率分辨光学门(FROG)脉冲分析仪,实验研究了一阶啁啾ps光孤子在普通单模光纤(SMF)中长距离绝热传输时脉冲波形、脉宽和啁啾的变化规律。实验结果表明,在色散较大的标准SMF中,一阶啁啾孤子的稳定传输长度超过1000个色散长度,即很好地保持双曲正割波形不变(啁啾不影响孤子的波形),但啁啾孤子的脉宽展宽速度高于非啁啾孤子绝热传输的微扰结果;采取预加重措施,可以减小孤子脉宽的增大。因此,对于占空比较小的ps孤子脉冲,可以不必采用复杂的消啁啾和色散管理措施,就可以利用绝热方式进行稳定传输。