光纤通信中高阶色散对飞秒光脉冲传输影响的数值研究

数值模拟了光纤通信中三阶色散和四阶色散对飞秒光脉冲传输的影响,结果表明三阶色散和四阶色散都会影响通信质量,三阶色散起主要作用,正常色散使光脉冲向前沿偏移,反常色散使光脉冲向后沿偏移,它们都使脉冲展宽且形成振荡带;四阶色散使脉冲展宽且光谱出现旁瓣。     

高阶色散和非线性效应下三阶孤子对传输的研究

高阶色散及高阶非线性效应是制约光孤子稳定传输的重要因素。基于光孤子传输的非线性薛定谔方程,综合考虑三阶色散和五阶非线性的影响,采用分步傅里叶算法,数值研究了三阶孤子对间的相互作用。结果表明：三阶色散导致三阶孤子对无规则地裂变,裂变后的光脉冲形状发生畸变,脉冲中心位置出现偏移;考虑负五阶非线性作用后,在一定程度上抑制了孤子裂变,但是光脉冲在传播过程中伴有能量转移。而正五阶非线性作用使三阶孤子对传输图形进一步恶化。适当地选取负五阶非线性参数值,可以完全消除三阶孤子对的裂变和相互作用,改善了脉冲中心位置的线性偏移。     

高阶色散效应对孤子和孤子对传输的影响

用数值法求解含高阶色散效应的光孤子NLS方程,数值求解发现三阶色散效应使孤子脉座单边振荡和四阶色散效应使孤子脉座的双边振荡,导致临近的脉冲相互重叠和脉冲形状畸变,在孤子对间激起次脉冲,从而造成系统误码,提出重点应对三阶色散进行补偿以减小系统误码。     

高速光纤传输系统中三阶色散效应影响研究

利用OptiSystem软件,对高速光纤传输系统中三阶色散(TOD)导致的脉冲失真进行了仿真研究。分析了光脉冲信号通过光纤传输系统传输2000 km,不同的速率、占空比、脉冲形状和光纤类型对三阶色散的影响,同时比较了高斯脉冲和超高斯脉冲经过2000 km传输后的品质因数,发现高斯脉冲的品质因数优于超高斯脉冲的品质因数。通过仿真分析得出:当同时考虑群速度色散(GVD)和三阶色散的时候,标准单模光纤(SSMF)和啁啾光纤布拉格光栅(CFBG)组成的高速光纤传输系统性能表现较好。     

色散平坦渐减光纤产生平坦超连续谱的数值研究

通过数值计算，对色散平坦渐减光纤(DFDF)产生平坦超连续谱(SC)进行了研究。结果表明，该光纤中抽运脉冲峰值功率对超连续谱的形成有着重要的影响，超连续谱的产生存在阈值功率，抽运脉冲峰值功率由阈值逐步增大，超连续谱随之愈宽，平坦度愈好，但增大到一定值时，超连续谱的平坦度会开始劣化，综合考虑各因素找到了产生平坦超连续谱的最佳功率；四阶和五阶群速度色散(GVD)是该种光纤产生平坦超连续谱的决定因素，三阶及五阶以上群速度色散的作用可以忽略；进一步研究发现，超连续谱频谱展宽的机理主要来自脉冲的自相位调制效应，自变陡、受激拉曼散射等高阶非线性效应对平坦超连续谱的产生没有显著影响，在计算的时候完全可以忽略。     

分布式光纤放大器的色散分析

在考虑了增益介质的色散、非线性效应、增益以及损耗后,推导出超短光脉冲在分布式光纤放大器中的基本传输方程,采用分步傅里叶变换法数值模拟了皮秒光脉冲的放大传输状态,重点分析了群速度色散和三阶色散对光脉冲特性的影响。     

三阶色散效应对光码分多址系统误码率的影响

光码分多址(OCDMA)系统的误码率是评价系统性能的重要指标,由于色散和非线性效应会导致超短光脉冲在光纤传输过程中脉宽的展宽,进而影响OCDMA系统的误码率。在基于理想情况的OCDMA系统误码率定义的基础上,研究了三阶色散和三阶非线性效应对系统误码率的影响,进一步分析了有硬限幅器和二维OCDMA系统的误码率。结果表明,三阶色散和三阶非线性效应都会导致OCDMA系统误码率的增大,但三阶非线性效应对系统性能影响没有三阶色散效应明显;在系统参数相同基础上,接收端引入光硬限幅器和系统采用二维编码均可优化系统性能。     

色散对光纤中高斯光脉冲传播特性的影响

从麦克斯韦方程组出发,建立了光脉冲在光纤中传播的理论模型。在只考虑色散效应的情况下,对该理论模型进行进一步的研究,数值模拟出高斯光脉冲在光纤中的传输状态,并讨论了色散对光脉冲传播特性的影响。结果表明,群速度色散会增加光脉冲的宽度而波形保持不变;三阶色散会引起光脉冲的畸变。该结论对光纤的色散补偿具有一定的理论参考价值。     

微环谐振器中各参数对光速控制输出脉冲畸变的影响仿真分析

利用微环谐振器进行光速控制时,各参数对光脉冲传输的影响是不可忽略的,它除了导致光脉冲展宽,还引起脉冲的畸变。基于微环谐振器的传输特性,推导了单环谐振器的二阶色散和三阶色散表达式,针对无损耗/增益情形,分析了利用微环谐振器进行光速控制时,高阶色散和输入脉冲中心波长对输出脉冲畸变的影响,分析了损耗/增益对单环谐振器输出脉冲畸变的影响。结果表明,二阶色散导致脉冲展宽,三阶色散导致脉冲畸变,输入脉冲中心波长位置影响脉冲分裂谷底的深浅,而损耗和增益影响脉冲畸变情况。为利用微环谐振器实现光速控制的应用提供了设计优化依据。     

fs光孤子脉冲传输过程中四阶色散研究

给出了考虑四阶色散的飞秒光孤子传输方程，从脉冲形状和脉冲频谱两个方面数值分析了四阶色散带来的影响，得到四阶色散使脉冲展宽，并使脉冲光谱出现旁瓣的结论，提出了用异常二阶色散和余弦调制进行相位综合补偿的方法，得到了脉冲相位在220ps时间宽度上都能保持平滑，脉冲宽度基本能保持原始宽度的较好补偿结果。     

单模光纤中高阶色散对超高斯光脉冲传播的影响

从光脉冲在光纤中传播所满足的非线性薛定谔方程出发,研究了三阶色散对具有不同啁啾的超高斯脉冲在光纤中传输特性的影响。数值模拟的结果表明,超高斯脉冲的波形演变和高斯脉冲有所不同,不但峰值能量经历了一个上升的阶段,而且拖尾振荡在初始阶段也经历了一个增强———减弱的过程。通过计算还发现,初始啁啾无论正负都会加剧三阶色散的影响,故在三阶色散不能忽略的情况下,通过初始啁啾来补偿色散的方法应该慎用。     

改善超短脉冲在光纤环形镜中传输特性

文章研究了构成光纤环的色散渐减光纤三阶色散分别为正、负以及忽略三阶色散情况 下,超短脉冲在光纤环中的传输特性,通过比较发现脉冲内拉曼散射与负的三阶色散相互作用更有利于飞秒脉冲的传输与压缩,从而使飞秒光脉冲在环形腔中的传输特性得到极大改善。     

常规DSF光纤参变放大器的带宽拓宽研究

为了拓宽常规色散位移光纤(DSF)型双抽运光纤参变放大器(FOPA)的放大带宽,提出了用DSF和单模光纤(SMF)级联来构造周期色散补偿双抽运FOPA的思想。利用SMF正的二阶色散以减小DSF负的四阶色散引起的相位失配,从而达到有效拓宽FOPA放大带宽的目的。结合四波混频耦合方程对该双抽运FOPA进行仿真研究,得到拓宽为69nm的放大带宽的结果。结果表明,光纤长度一定时,采用给出的最佳补偿光纤长度进行色散补偿,可有效减小因DSF四阶色散引起的相位偏移,进而拓宽放大带宽;分多段级联进行色散补偿时,可进一步拓展放大带宽。     

光纤中三阶色散对类明孤子传输特性的影响

本文采用变分法，探讨了三阶色散存在时类明孤子在光纤中的传输特性，导出了类明孤子参数随传输距离的演化方程组，讨论了三阶色散对类明孤子传输特性的影响．     

啁啾光脉冲在高阶色散控制光纤链中的稳定传输

基于一种二阶和三阶色散补偿的光纤级联系统模型 ,用数值法对啁啾皮秒光脉冲作了传输模拟。结果表明 ,完全补偿的高阶色散控制系统消除了三阶色散所引起的脉冲边沿部的振荡 ,减弱了脉冲峰的时间移动 ;另外 ,在确定的配置下 ,给输入脉冲附加一最佳的频率啁啾 ,可使得色散控制孤子稳定传输。脉冲宽度和啁啾以及光强度都围绕在初始值附近波动 ,在每个补偿周期末端 ,基本恢复到初始值 ;最佳啁啾的选取与二阶色散的配置有关 ,与三阶色散的配置无关 ;文中画出了 10 0Gbit/s码率的 64位随机高斯光脉冲序列在完全补偿系统中传输 10 0 0 0km后的眼图。由清晰的眼图可知 ,这种完全补偿系统减弱了脉冲之间的相互作用     

高阶色散下与扰动频率相关的调制不稳定性

对包含损耗、二至四阶色散下两光波扰动频率相等与不等的情况,分析了光纤不同色散区的交叉相位调制不稳定性条件和增益谱.结果表明:三阶色散对交叉相位调制不稳定条件和增益谱无影响,但对扰动的有效波数有贡献;四阶色散的存在,使得二、四阶色散皆同号时的不稳定性比只有二阶色散的情形多出了远离零点的额外谱区,随两扰动的频率大小关系不同,该额外谱区可能由紧挨的2个小谱区构成,也可能只是单一的谱区;增益谱两大区域的谱宽和峰值也会随两扰动频率的不同而发生变化;四阶色散的存在还使两光波的二阶色散异号时的不稳定性出现了远离零点的增益谱.     

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。