PSA平均光孤子系统传输性能的研究

本采用计算机系统仿真的方法，研究了应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器的采用平均孤子传输方案的光孤子通信系统中，泵浦光与信号光之间的相位漂移、光纤色散对光孤子通信系统传输性能的影响。仿真的结果表明：泵浦光与信号光之间的相位漂移将导致孤子幅度的下降；由于PSA增益的相敏特性，光纤色散导致孤子脉冲主瓣幅度下降，脉宽展宽，出现旁瓣。     

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。     

光纤孤子激光器及用其作源的光孤子传输实验

介绍了一个１．５５μｍ光纤孤子激光器及利用它作源的光孤子脉冲传输实验。其中采用了掺铒光纤放大器锁模技术．实测孤子激光器输出脉冲宽度为３０ｐｓ．谱宽为０．１６ｎｍ；经过５０ｋｍ色散位移光纤传输后，其脉宽与谱宽基本维持不变．     

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．     

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。     

分布式EDFA中受激布里渊散射效应对孤子传输的影响

本文用数值方法研究了透明传输下,受激布里渊散射（ＳＢＳ）对在由分布式掺铒光纤放大器级联的传输线中传输的孤子脉冲的泵功率,孤子平均功率涨落,孤于脉宽以及孤子与孤子间的间隔的影响。结果表明：ＳＢＳ消耗的泵功率,增大孤子平均功率涨落,使孤子脉宽展宽,并对弧子与孤子间的间隔有较大的影响。     

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.     

利用色散缓变管理孤子消除孤子分裂与变形的方法

提出了色散缓变管理孤子概念，研究了孤子在该系统中的传输特性。结果表明，色散缓变光纤使孤子脉宽变短效应能有效地抵消孤子脉冲的展宽，只要恰当选择色散强度值，就能获得脉宽、峰值功率和波形都很稳定的孤子传输。     

三阶色散对光纤中啁啾类明孤子传输的影响

根据含三阶色散微扰修正项的非线性薛定谔方程,采用变分法,导出了三阶色散效应作用下光纤中具有初始啁啾的类明孤子各参数随距离演化的微分方程组,并用龙格-库塔算法对微分方程组进行了数值求解,数值结果表明:正三阶色散使脉宽展宽,负三阶色散使脉宽压缩,而初始啁啾总是使脉宽展宽,它们都导致相位与频率的抖动和更为严重的频率啁啾.为保证类明孤子稳定传输必须控制三阶色散系数和初始啁啾在很小(如≤0.0001)的范围内,采用三阶色散符号正负交替改变的光纤也有助于类明孤子稳定传输.     

高阶色散对光孤子及孤子对传输的影响分析

为了研究高阶色散对光孤子及孤子对传输的影响,采用分步傅里叶变换方法,对含高阶色散效应与不考虑高阶色散情况下的光孤子非线性薛定谔方程进行了数值求解,得到了孤子脉冲形状与色散阶数有着相关性这一结果.结果表明,奇数阶色散效应会使孤子及孤子对脉冲发生单边振荡,产生能量损耗,并在振荡侧产生次脉冲,而偶数阶色散效应会使孤子及孤子对脉冲发生明显的脉宽展宽,高阶色散效应对孤子脉冲的影响随阶数的增加而减弱.     

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。     

偏振模色散对线性系统脉宽的影响

研究了线性系统中偏振模色散对均方根脉宽的影响。考虑了光源初始啁啾的作用 ,推导出均方根脉宽的解析表达式 ,分析表明 :二阶偏振模色散对脉冲展宽的作用与群速度色散及啁啾有关 ,一阶偏振模色散的作用则与这两者无关。以啁啾高斯脉冲为例 ,推导出一阶偏振模色散补偿前、后均方根脉宽的解析表达式 ,结果表明 ,适当选择群速度色散和初始啁啾参数 ,可以有效地抑制偏振模色散的展宽效应 ;与主态传输法比较 ,啁啾的存在对后向补偿方法的影响更大     

初始啁啾补偿光纤色散效应的数值研究

以具有初始啁啾的高斯脉冲在单模光纤中的传输为例,分析、计算了线性初始啁啾对光纤二阶、三阶色散效应的影响,指出了初始啁啾进行色散补偿的适用范围和条件,并对二阶、三阶色散完全补偿光纤链路中40Gbit/s短脉冲传输效果进行了数值计算,结果表明,依据入射功率选择合适的初始啁啾,能使脉冲稳定传输距离大幅提升.     

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。     

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。     

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。     

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。