级联PSA非零色散位移光纤通信系统传输性能的研究

本文通过计算机系统仿真研究了以相敏光放大器（PSA）作为中继光放大器的非零色散位移光纤通信系统的传输性能,分析了PSA系统的码间干扰（ISI）限制距离与信号速率、光纤色散、放大器间距和放大器平均输出信号功率的关系,以及PSA中泵浦光和信号光之间的相位漂移和信号脉冲波形对级联PSA光传输系统传输性能的影响。     

应用相敏光放大克服光孤子传输系统中Gordon-Haus限制的研究

通过计算机系统仿真研究了应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器的光孤子传输系统，并与相应的掺铒光纤放大器(EDFA)光孤子系统作了比较。仿真了平均孤子和动态孤子两种传输方案．研究结果表明，由于PSA不存在ASE噪声，应用PSA作为在线放大器可以克服光孤子系统中的Gordon-Haus限制．对平均孤子，在没有附加其它的孤子控制技术的情况下，PSA系统孤子的稳定传输距离得到极大的延长．对动态孤子，PSA亦表现出良好的抑制脉冲展宽效果，但脉冲的幅度经长距离传输后显著下降．     

相敏光放大器增益对平均光孤子系统传输性能的影响

采用计算机系统的仿真方法研究应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器的平均光孤子系统中PSA的增益对孤子系统传输性能的影响。仿真的结果表明：由于PSA增益的相敏特性，孤子脉冲经PSA放大后会出现能量损失，导致长距离传输后脉冲幅度下降。适当调高放大器增益能够补足孤子能量的损失，显著延长孤子的稳定传输距离。但是，如果系统中色散波较大，放大器增益的微调量也相应较大。而过大的放大器增益会使得孤子脉冲经PSA放大后出现显著的旁瓣，长距离传输后旁瓣能量的积累将导致孤子间严重的互作用，劣化系统的传输性能。因此，适当提高放大器增益只能在一定范围、一定程度上改善系统的传输性能。     

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。     

应用相敏光放大器抑制光孤子互作用的研究

通过计算机系统仿真研究了应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器抑制光孤子传输系统中孤子间的互作用，并与相应的掺铒光纤放大器(EDFA)光孤子系统进行比较。仿真中考虑了平均孤子和动态孤子两种传输方案。结果表明，应用相敏光放大器代替掺铒光纤放大器作为在线放大器能有效地抑制孤子系统中脉冲的展宽和孤子间的互作用。对于平均孤子，在没有附加其他孤子控制措施的情况下，相敏光放大器系统中孤子间互作用得到有效的抑制，孤子对稳定传输距离得到极大的延长。对动态孤子，相敏光放大器亦表现出良好的抑制孤子间互作用的效果，但孤子脉冲的幅度经长距离传输后显著下降。     

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。     

非线性光传输系统中损耗对光信号传输的影响

文章采用非线性系统的守恒律和位力定理对光传输系统中损耗对载波光信号传输的影响进行了研究.研究表明,在普通光纤与色散补偿光纤的交界处,孤波的幅度有所降低,但其形状保持不变;光孤子通过放大器后其幅度得到放大,其形状将自动得到恢复.该信号可以高保真地在光纤中传输,具有理想信息载体的特性.     

色散指数缓变光纤中非线性薛定谔方程的基本孤子解

用守恒量扰动法获得了色散指数缓变光纤中含三阶色激的非线性薛定谔方程的基本孤子解。理论分析了色散指数级变光纤中光孤子的传输特性，发现三阶色散使光孤子产生时间漂移，漂移量与色散变化率有关。     

PMD对平均光孤子系统传输性能影响的研究

文章采用计算机系统仿真的方法,通过数值求解简化的基本传输方程和非线性薛定谔方程,研究了采用相敏光纤参量放大器(PSA)作为在线放大器时,偏振模色散(PMD)对系统传输性能的影响.系统传输方案采用平均孤子系统.仿真结果表明:当PMD系数增大时,孤子脉冲出现分裂和展宽,幅度出现衰减,从而导致系统的传输性能下降.     

普通单模光纤中光孤子传输问题的研究

在使用普通单模光纤的光孤子传输系统中,放大器自发辐射（ASE）噪声和色散波逸出是限制光孤子传输的两个主要因素,它们将引起孤子能量科动和定时抖动,从而导致系统误码。本文分别研究了带限光滤波器对ASE噪声的抑制和非线性增益对色散波的抑制以及对孤子传输系统的稳定作用,并设计了使用普通单模光纤的光孤子传输系统。     

The Effect of Phase-Shifting between Pumping and Signal Lights on Transmission Performance of Optical Fiber Communication Systems with in-Line PSA

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｈｅｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄａｎｄｌｏｎｇ ｄｉｓｔａｎｃｅ (ｎｏｎ ｒｅｇｅｎ ｅｒａｔｉｖｅ)ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｉｓｔｈｅｍａｉｎｐｕｒｓｕｅｄｇｏａｌｏｆｏｐ ｔｉｃａｌｆｉｂｅｒｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ.ＴｈｅｕｓｅｏｆＥｒｂｉｕｍ ＤｏｐｅｄＦｉｂｅｒＡｍｐｌｉｆｉｅｒｓ (ＥＤＦＡｓ) [1～4] ｈａｓｂｅｅｎｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄｔｏｂｅａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｆｏｒｃｏｍｐｅｎ ｓａｔｉｎｇｆｉｂｅｒｌｏｓｓｉｎｈｉｇｈ ｓｐｅｅｄａｎｄｌｏｎｇ ｄ…     

基于微结构光纤自相位调制效应全光再生研究

利用微结构光纤作为非线性介质,实现了基于自相位调制(SPM)效应的全光再生.分析了脉冲峰值功率、脉冲宽度和滤波器参量对再生特性的影响,比较了具有正常色散和反常色散的2种微结构光纤的光再生效果.结果表明:采用具有正常色散或反常色散的微结构光纤均可以实现较好的光再生效果,但正常色散可以降低展宽频谱中的震荡结构,获得更好的传输函数;输入光纤的峰值功率必需达到一定的强度值,同时选择好滤波器的中心波长和滤波带宽才能得到满意的再生效果,通过优化这些参量将会获得更好的光再生效果.     

色散管理传输系统中克尔效应对偏振模色散的补偿研究

光纤的随机双折射效应可导致脉冲无规展宽即偏振模色散(PMD)。在零路径色散管理孤子传输系统中，二阶色散和三阶色散效应均被完全补偿，克尔效应成为一种有害因素会使脉冲变窄，但是当光纤的随机双折射被考虑时，克尔效应正好与PMD相互抵消，使光脉冲准稳定传输，不同的光纤偏振模色散参数分别对应不同的最佳系统功率。此外，如果考虑不同偏振方向的损耗差异，则即使在最佳匹配条件下，微小的偏振损耗差异也可产生很大的脉宽波动。因此，偏振相关损耗是影响脉冲传输质量的相当重要的因素，不论在理论计算还是在工程设计中都应当认真考虑。     

飞秒脉冲在高非线性光纤中产生超连续谱的特性研究

采用分步傅里叶方法,对飞秒脉冲在高非线性光纤中超连续谱的形成过程进行了研究,分析了脉冲峰值功率,脉冲宽度及初始频率啁啾对超连续谱特性的影响.结果表明,脉冲峰值功率、脉冲宽度以及初始啁啾对超连续谱的形成有着极其重要的影响;当脉冲峰值功率逐渐增大,超连续谱随之愈宽(-20dB处谱宽从170nm展宽到400nm以上),平坦度愈好.与之相反,脉冲宽度逐渐增大,超连续谱展宽范围减小,其平坦度也逐渐劣化;初始负啁啾有利于脉冲SC谱的展宽而正啁啾使脉冲SC谱的展宽受到一定抑制.进一步研究表明,适当的峰值功率超短啁啾脉冲在高非线性光纤传输时,得到没有泵浦成份残余的超宽且平坦超连续谱.     

自陡效应对飞秒脉冲光束自聚焦特性的影响

为了研究在非线性正常色散介质中,自陡效应对高强度飞秒脉冲光束自聚焦特性的影响,同时考虑色散、时空聚焦和克尔效应。基于(3+1)维的修正非线性薛定谔方程,采用对称分步傅里叶数值计算方法,分不考虑自陡效应即只有色散、时空聚焦及克尔效应和考虑自陡效应两种情况,对90fs超短脉冲光束的自聚焦特性进行了数值仿真。结果表明,色散、时空聚焦和克尔效应的共同作用会使脉冲分裂成丝,能量减少,脉冲展宽,时空聚焦和色散的相关性使脉冲产生了另一延迟,延迟和传输距离及色散成正比;而自陡效应则可以明显降低脉冲峰值强度,减弱非线性的影响,抑制脉冲自聚焦,使时间波形分裂更小,对脉冲延迟量影响较小。     

基于量子点光放大器波长转换的啁啾特性研究

信号光的啁啾特性在很大程度上会影响量子点半导体光放大器(QD-SOA)的性能,引起传输信号的走离效应,使误比特率增高。为了改善这一特性,对QD-SOA全光波长转换器的啁啾特性进行了系统分析,基于QD-SOA的交叉增益调制效应的全光波长转换原理,采用牛顿法和4阶龙格-库塔法求解速率方程和光场传输方程,计算了注入电流、抽运光脉宽和抽运光消光比变化时QD-SOA全光波长转换器输出变换光的啁啾值。结果表明,增大抽运光脉宽、减小注入电流和抽运光消光比均可减小变换光的啁啾值,通过优化这些参量可以减小啁啾的影响,但在设计QD-SOA全光波长转换器时,要考虑抽运光消光比和变换光啁啾之间的均衡。     

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。     

光纤偏振模色散和偏振相关损耗对超短光脉冲传输的影响

采用琼斯矩阵与随机耦合的波片模型（Monte—Carlo）方法相结合研究了在偏振模色散（PMD）和偏振相关损耗（PDL）共同作用下,超短光脉冲经光纤传输后脉冲被展宽的统计特性。结果表明,通过与偏振模色散的相互作用,偏振相关损耗可以引起光脉冲的压缩效应,同时脉冲展宽和压缩的概率密度分布与光纤偏振模色散及偏振相关损耗的相对数值存在十分密切的关系。在偏振模色散为0．05ps／km^1/2,光纤长度为75km的情况下,当偏振相关损耗均值从0．07dB／km增加到0．49dB／km时,光脉冲被压缩的概率从4．3％增大到92．9％。无论何种情况下,脉冲压缩和展宽的概率密度均可用瑞利-麦克斯韦分布函数进行描述。