单模光纤测量技术(之一)——单模光纤的色散测量方法

光纤的传输损耗和色散是限制光纤通信中传输距离的主要因素。而色散又是限制光纤通信系统传输带宽的决定性因素,因为色散使在光纤中传输的光脉冲随着传输距离的增加而展宽。在单模光纤中,脉冲展宽主要起源于折射率随波长变化所引起的模内材料色散和单个模的群速度随频率略有变化所导致的波导色散。因此单模光纤的总色散,或者说波长色散或色度色散,主要就包括这两部分。单模光纤色散的测量对于研究单模光纤的传输特性,控制和改进预制件的质量;监测单模光纤通信系统的性能具有很大的理论意义和实用价值。本文主要介绍国内外单模光纤色散测量的各种方法及其特点。     

光通信系统中色散容限的分析

文章通过非线性薛定谔方程和主偏振态(PSP)模型.对单模光纤中色散引起的脉冲展宽进行了研究.通过详细计算,对光通信系统中的色度色散和偏振模色散(PMD)做出了合理的估计,并分析了色散容限对系统传输的影响.这些分析对实际系统设计具有一定参考意义.     

波长可调节全正色散掺镱锁模光纤激光器的放大特性

高功率,波长可调超短脉冲光源具有重大的应用价值。采用掺镱光纤放大的全正色散锁模光纤激光器能够满足以上优质光源的要求,并且结构紧凑。通过实验全面探索了波长可调节全正色散锁模光纤激光器的放大特性。分析了小信号增益系数随着信号光波长的变化。发现最大增益出现在波长为1 030 nm 附近,并且增益随着信号光波长的增大而减小,这是由于掺镱光纤的增益谱特性决定的。也分析了增益系数随泵浦光功率的变化,观察增益饱和现象和放大自发辐射噪声。也讨论了种子脉冲在放大器中的时域与频域畸变。发现脉冲因为群速度色散而轻微展宽,频谱因为自相位调制也会发生轻微展宽。     

超高速光纤通信中的色散补偿技术

随着全光网络建设的推进,光传输系统中传输速率的提高和信号传输带宽的增加,使色散问题变得日益突出.在当前已经大量铺设的常规光纤G.652线路中,零色散点位于1310nm,在1550nm处时具有较大的色散系数(约17ps/nm/km),当光脉冲信号经过长途传输后,由于不同波长的传输速度不一致,光纤色散值的积累引起脉冲展宽,将导致严重的码间串扰,使接收端产生误码,从而使传输特性变坏.光纤色散补偿技术的研究和发展,对提高目前已经铺设的常规光纤通信系统容量提升具有尤其重要的意义.     

超高速光纤通信中的色散补偿技术

随着全光网络建设的推进,光传输系统中传输速率的提高和信号传输带宽的增加,使色散问题变得日益突出。在当前已经大量铺设的常规光纤G.652线路中,零色散点位于1310nm,在1550nm处时具有较大的色散系数(约17ps/nm/km),当光脉冲信号经过长途传输后,由于不同波长的传输速度不一致,光纤色散值的积累引起脉冲展宽,将导致严重的码间串扰,使接收端产生误码,从而使传输特性变坏。光纤色散补偿技术的研究和发展,对提高目前已经铺设的常规光纤通信系统容量提升具有尤其重要的意义。     

偏振模色散仿真系统研究

单模光纤内核圆对称结构的破坏而导致的缺陷会在传播时引起光学脉冲变形展宽,从而导致偏振模色散,且偏振模色散具有统计特性。本文通过计算机仿真偏振模色散系统。通过改变通信系统参数,研究一阶偏振模色散对不同通信系统的影响,分析在不同系统参数情况下的偏振模色散群时延差、信号脉冲展宽和信号眼图,并讨论了不同码型对偏振模色散的影响。     

偏振模色散仿真系统研究

单模光纤内核圆对称结构的破坏而导致的缺陷会在传播时引起光学脉冲变形展宽，从而导致偏振模色散，且偏振模色散具有统计特性．本文通过计算机仿真偏振模色散系统．通过改变通信系统参数，研究一阶偏振模色散对不同通信系统的影响，分析在不同系统参数情况下的偏振模色散群时延差、信号脉冲展宽和信号眼图，并讨论了不同码型对偏振模色散的影响．     

光纤脉冲分析仪的设计

针对光纤色散特性会引起传输信号的畸变,限制通信容量,指出对光纤色散参数、光信号在长距离传输后脉冲展宽程度的准确测量,可以提供可靠的设计数据来源,在实际的工程应用中有着重要意义.根据对色散基本理论的讨论,分析光脉冲在光纤中传播的展宽现象.自行研制了一套用于多模光纤色散测量的脉冲展宽测试设备,已应用在教学实验和工程实践中.     

偏振模色散对单模光纤系统的影响：应用概述

1 引言和背景 近年来,为满足日益增长的带宽需求,光纤通讯系统已取得了巨大的进展。单模光纤(SMF)系统性能的主要限制因素包括衰减、色散和非线性,以及最近引起注意的偏振模色散(PMD)。 对于操作在1310nm窗口的传统单模光纤系统,由光纤衰减引起的光功率损失限制了系统的传输距离。在此波段中,单模光纤具有零或非常低的色散,系统的传输速率也较低,且操作在单一波长     

利用光子晶体光纤实现10 Gb/s光传输系统的色散补偿

利用光子晶体光纤（PCF）在10Gb/s光传输系统中对普通单模光纤中传输的光脉冲进行了色散补偿，获得了很好的补偿效果。实验中，10Gb／s光脉冲序列经过2.163km普通单模光纤被展宽后．利用26m长光子晶体光纤对其进行色散补偿．补偿后脉冲基本恢复到了初始形状。进一步的理论计算表明，此光纤在C波段20nm波长范围内对普通单模光纤能够实现较好的色散斜率补偿，补偿后剩余色散小于5ps／nm。理论与实验结果表明光子晶体光纤在色散补偿方面具有很大的潜力．在未来光通信系统中将发挥重要作用。     

基于有限元光子晶体光纤的模场与色散分析

为了获得超平坦色散特性,且有较大的模场面积和较小的限制损耗,从麦克斯韦方程组出发,采用有限元法,在考虑到纯石英材料自身色散的前提下,进行了相应的理论分析,计算得到了光子晶体光纤的模场分布、基模有效折射率和色散系数等参量关系,可知光纤色散值的变化在±1.0ps·km-1·nm-1以内,模场面积都大于40μm2,限制损耗小于0.2dB/km.结果表明,调节空气孔直径和包层空气孔间距的大小,改变介质的填充比,可以有效地控制光子晶体光纤的色散与模场面积.     

高速光通信系统中的色散补偿技术

高速光纤通信系统中，色散补偿和极化模色散补偿是提高信噪比、改善系统性能的必要手段。本文介绍了几种常用商用传输光纤及其色散特性，分析了相应的色散补偿技术，重点分析了其中普遍采用的色散补偿光纤技术。     

一种新型的基于LP01模的双模色散补偿光纤

通过计算机模拟发现在可传输双模的三包层色散补偿光纤中如果抑制ＬＰ０２模，而仅传输ＬＰ０１模时能在一个较窄的带宽内产生大于数千ｐｓ／ｎｍ·ｋｍ的负色散，并且具有较大的模场直径、较小的弯曲损耗和偏振模色散，另外还具有较小的温度波长漂移以及同其它色散补偿光纤一样大小的损耗，是一种非常有前途的新型色散补偿光纤     

折射率导模高双折射光子晶体光纤的偏振特性

本文应用全矢量模型,研究一种折射率导模高双折射光子晶体光纤的特性.重点研究了该种光纤的偏振特性,包括基模场的线偏振特性,模式的双折射及偏振模色散.研究表明,由于在包层中采用两种不同尺寸的空气孔,基模中两个正交偏振模简并被打破,呈现出较高的模式双折射,模式双折射比普通的保偏光纤高至少一个量级,在波长1540nm,其拍长可达0.4067mm.改变光子晶体光纤的结构参数,将获得更高的双折射和更大的群时延差.分析结果与实验测量结果相吻合.     

色散控制孤子系统中光纤偏振模色散的滤波控制

本文研究高速OTDM色散控制孤子系统偏振模色散的影响及其滤波控制.首先建立了同时考虑偏振模色散和滤波控制时的DMS传输方程,其次采用变分法给出了滤波控制常双折射光纤中DMS传输方程的变分解,求得了DMS的特征参数的传输演化规律,然后研究了滤波控制随机双折射光纤中DMS传输稳定性问题及其定时抖动规律.最后基于变分所得定时抖动公式,分析了三种不同系统的定时抖动,显示了DMS系统中用滤波器抑制PMD时,对高速光孤子通信性能的影响是非常有效的.     

光纤偏振模色散测试仪

论述了测试仪所采用的光谱分析法光纤偏振模色散测试原理,介绍了弱导模光纤中偏振模色散的随机特性以及变化规律,并给出了光纤偏振模色散测试仪的测试结果。     

偏振复用孤子测量差分群时延

介绍了通过偏振复用孤子测量偏振模色散的基本原理,并且在实验上实现了对保偏光纤的测量,测量结果与通过数值计算得到的保偏光纤的差分群时延符合得很好,在此基础上,对色散位移光纤进行了测量,在目前偏振模色散测量仪器价格昂贵的情况下,此方法具有很高的实用价值。     

光子晶体光纤的基模色散特性研究

通过Monro等提出的一种半矢量方法建立了光子晶体光纤的本征方程,解本征方程后计算了三角形光子晶体光纤的模场分布和色散曲线,并分析了光子晶体光纤的结构参数与波导色散的关系,得出了色散补偿PCF具有的结构特点.     

光子晶体光纤的多模色散特征

采用有效折射率模型对光子晶体光纤的多模色散参数进行了数值计算,给出了不同结构光子晶体光纤的多模色散系数随波长的变化关系,并对计算结果作出了合理的物理解释.