非线性色散光纤中脉冲展宽的分析研究

本文利用矩方程的方法，对光纤非线性色散的脉冲展宽进行分析研究，给出了均方根脉冲宽度随距离变化的级数表达式，以便在实际应用中根据具体要求，给出不同精度的脉冲展宽值。同时合理与均衡线性、非线性和入射波三者的系数、实现脉冲展宽的相互补偿，减缓脉冲展宽度。     

偏振模色散补偿对脉冲展宽的影响

在高速光纤通信系统中,偏振模色散(PMD)已被认为是限制光纤通信系统性能的一个主要因素,而脉冲的均方根展宽是表征信号传输性能的一个重要的物理量.研究了偏振模色散对脉冲展宽的影响,推导出含有一阶偏振模色散补偿的光纤链路中偏振模色散矢量的自相关函数的分析表达式.在此表达式的基础上,推出了以高斯脉冲为例的一阶偏振模色散补偿系统中的均方根脉宽解析表达式.     

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。     

光参量效应中低阶色散对超短高斯脉冲展宽的影响

以宽度为50 fs的超短脉冲和负单轴晶体CsLiB6O10(CLBO)为例,对非线性光学晶体中低阶群速度色散(GVD)导致的超短高斯脉冲和超高斯脉冲的脉冲展宽进行了理论分析.在光参量相互作用过程中,对初始无啁啾和有啁啾调制的超短高斯脉冲的脉冲展宽机制和因素进行了数值计算,得出群速度色散导致超短脉冲的寻常光比非寻常光脉冲展宽更严重;波长越短,脉冲展宽越大;当晶体长度等于色散长度时,脉冲宽度增加为初始时的2倍,色散长度越短,超短脉冲展宽越明显.     

光脉冲色散展宽的光纤光栅透射补偿

分析讨论了利用变迹均匀光纤光栅的透射色散对光纤中传输的脉冲色散展宽进行压缩补偿。给出了啁啾高斯脉冲的补偿原理,计算了相关的曲线和光纤光栅的相应参数。通过选择光纤光栅的不同参数,可以使色散展宽的高斯脉冲经光栅后几乎完全恢复原状或受到进一步压缩。     

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。     

浅谈光纤的色散

光纤有两个重要性质 ,即损耗和色散。损耗关系到通信系统传输距离的长短和中继站间隔距离的选择 ,是首要的特性。损耗的波谱曲线关系到光波波长的选择。而色散会使输入脉冲在传输过程中展宽 ,产生码间干扰 ,增加误码率 ,从而限制通信容量。因此 ,研究光纤的色散 ,合理设计光纤的剖面结构 ,改善其传输特性 ,制造优质的、色散小的光纤 ,对增加通信系统的容量 ,加大传输距离 ,发展新型光纤通信技术都是极为重要的。为了研究如何减小色散 ,需要了解色散的概念、来源、表示方法及色散对通信系统传输信号的影响 ,以便在设计、生产及实际应用中采取…     

色散位移光纤偏振模色散的精确分析

通过波导的精确分析和测得的应力分布曲线，我们观察到在色散位移光纤中，形状感生和应力感生的偏振模色散的相互作用可大大减小固有的短长度偏振模色散。观察结果还表明，在批量生产的成缆光纤中，光纤随圆度不是衡量大长度偏振模色散的理想参数。     

偏振模色散对单模光纤系统的影响

近来,偏振模色散（ＰＭＤ）已成为长距离高速率数据和模拟系统的主要限制因素,本文首先简介ＰＭＤ的原理以及对系统ＰＭＤ的考虑,然后介绍四种ＰＭＤ测量方法的比较,最后介绍了康宁公司的单模光纤在ＰＭＤ方面的优势。     

展宽器群速度色散的几何光学方法分析

利用几何光学的方法分析推导了啁啾脉冲放大技术中几种典型光栅展宽器的群速度色散 ,给出了解析表达式。结果与Martinez用Fresnel Kirchhoff积分方法获得的群速度色散一致。     

梳状色散光纤中自相似脉冲传输的数值研究

从脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,以双曲渐减的正常色散渐减光纤(ND-DDF)获得线性啁啾自相似脉冲为基础,采用窗口为1550nm的色散光纤构成梳状色散光纤(CDPF),并给出了相应的理论模型,利用该模型,通过数值模拟的方法研究和分析了脉冲在接近于色散渐减光纤的色散变化趋势的梳状色散光纤中演化成自相似脉冲以及其自相似指数变化.结果表明,中心波长为1550nm的双曲正割脉冲在不同初始能量和不同初始脉冲宽度的情况下,梳状色散光纤可以产生抛物线型自相似脉冲且具有很好的线性啁啾特性.     

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。     

色散平坦渐减光纤中自相似脉冲演化特性研究

从脉冲在光纤中传输所满足的非线性薛定谔方程出发,采用分布傅里叶方法对脉冲在色散平坦渐减光纤中自相似脉冲演化特性进行了研究。结果表明：双曲正割脉冲在不同初始能量和初始脉冲宽度的情况下,色散平坦渐减光纤可以产生带有线性啁啾的自相似脉冲。进一步研究表明,随着初始啁啾增加,脉冲逐渐展宽且展宽速度逐渐加快,而演化特性的劣化程度随啁啾参量的增加而增大;当初始啁啾为正时自相似脉冲演化特性劣于负啁啾时的特性。     

色散渐减光纤中自相似脉冲对的演化和压缩

为了研究了自相似脉冲对在色散渐减光纤中的动力学特性,采用非线性薛定谔方程对脉冲对的演化和压缩特性进行了模拟,分析了脉冲对在演化过程中相邻区域产生的相互作用。结果表明,不考虑3阶色散时,脉冲对在自相似演化过程中,相邻的区域将产生对称性的相互振荡,而脉冲其它区域演化不受影响,通过色散补偿可以得到脉宽为128.4fs、压缩因子为7.8的压缩脉冲对;而在考虑3阶色散时,脉冲对的演化将产生畸变,相邻区域的振荡呈现不对称性,通过色散补偿技术,得到脉宽为211.6fs、压缩因子为4.7的压缩脉冲,虽然不对称性振荡使得压缩脉冲出现较明显的基座,但几乎不影响压缩质量。该研究结果对自相似脉冲对的演化的理解具有参考价值。     

光纤五阶非线性对高斯脉冲的压缩影响

根据含五阶非线性微扰修正项的非线性Schrdinger方程,采用变分法,导出了光纤中高斯脉冲各参数随传输距离演化的微分方程组,用龙格—库塔算法对该方程组进行了数值求解。数值结果表明:五阶非线性使高斯脉冲的脉宽压缩,可在一定程度上抵消初始啁啾对脉宽的展宽作用,五阶非线性还可减小高斯脉冲频率、相位的抖动,因而适度的五阶非线性(γ=0.001-0.3)有利于高斯脉冲的稳定传输。     

单模光纤的PMD

讨论了单模光纤的偏振模色散PMD，包括PMD与单模光纤的几何尺寸及应力的非圆对称的关系模间耦合的影响。PMD具有瞬时统计特性以及采用Monte Carlo模拟软件对光缆产品的PMDQ进行估算。     

单模光纤中无初始啁啾超高斯脉冲特性的研究

从光脉冲在光纤中传输演变所满足的基本方程出发,深入研究了超高斯光脉冲在普通单模光纤中的传输特性,理论分析了影响最窄脉冲宽度位置的不同因素,仿真得到了最窄脉冲宽度位置与初始脉冲宽度、二阶群速度色散系数所符合的近似分布函数。仿真结果表明,无初始啁啾超高斯脉冲入射单模光纤后脉冲波形将不再保持单峰结构,而是经历一个从近平顶到多峰再到单峰的演变过程;脉冲宽度在色散的作用下将经历一个先窄化后变宽的过程。最窄脉冲宽度位置的研究对于实际光通信和光传感中色散补偿位置的确定具有一定的指导意义。     

63.2 W高峰值功率窄脉宽全光纤脉冲光纤激光器

报道了一种基于主振荡功率放大结构的全光纤脉冲光纤激光器。种子光源是一个直接脉冲调制的1064 nm的外腔光纤布拉格光栅半导体激光器。峰值功率为1000 mW的种子LD经两级掺Yb3+双包层光纤放大后,在100 kHz重复频率下,获得了平均功率63.2 W、脉冲宽度14.3 ns、光谱宽度(FWHM) 4.552 nm、光束质量M2=1.09的脉冲激光输出。在此实验基础上研制了光纤激光器样机。     

色散平坦渐减光纤中超连续谱产生的特性研究

理论研究了色散平坦渐减光纤中超连续谱的产生。研究结果表明，光纤的色散特征对光脉冲的传输和超连续谱的产生有重要影响。由于住泵浦波长处光纤的色散斜率为零，因此脉冲在光纤中传输时保持对称，并产生对称的超连续谱。光纤的色散曲线越平坦，色散曲线的两个零色散波长相距就越远，越有利于超连续谱的展宽。     

初始啁啾对色散渐减光纤中皮秒脉冲孤子效应压缩的影响

在色散沿光纤传输方向线性减小的光纤中,用分步傅里叶方法数值模拟皮秒脉冲的传输,计算和分析了初始啁啾对色散渐减光纤中皮秒脉冲的孤子效应压缩的影响.通过分析脉冲压缩比,最佳光纤长度,压缩后的脉冲峰值功率和脉冲压缩质量的变化,发现加入初始啁啾,可以使皮秒脉冲得到更好的压缩.