Analytical calculation of pulse broadening in optical higher order PMD compensation

The system performances in second- and third-order polarization mode dispersion (PMD) compensations have been calculated analytically and a proper approach for the higher order PMD compensation has been investigated. The investigation has revealed that the frequency averaged higher order terms of the fiber link's PMD vector should be used as the coefficient vectors in emulating the frequency dependent compensation vector for higher order PMD compensation.     

Effect of polarisation on pulse broadening in multimode graded-index optical fibres

A formulation of ray optics that takes the polarisation of electromagnetic waves into account shows that the maximum difference in time delay between corresponding HE and EH modes is, for almost any multimode graded-index fibre, of the order of 10 000 (?n/n)2/V ns/km, where V is the V-number of the fibre and ?n is the variation of the refractive index between axis and cladding. The effect of polarisation on pulse broadening is found to be negligible if the V-number of the fibre is much larger than about 20.     

基于环形光路纳秒激光脉冲展宽技术研究

从理论上分析了影响激光脉冲宽度的因素,建立了脉冲展宽与各影响因素之间的数学模型。通过 Matlab 软件模拟分析了不同因素对脉冲展宽的影响,分析得出在一定条件下,脉冲展宽效果最佳时分束镜反射率 R ＝0.38,光学腔长 L ＝940 cm。对 Nd ∶YAG 脉冲激光器纳秒激光进行了脉冲展宽实验,测试了脉冲宽度随着泵浦电压的变化情况。选取了泵浦电压为730 V,分束镜 R 为0.38,在初始脉宽为37 ns 的条件下通过改变腔长将激光脉冲分别展宽到37.5 ns,42 ns 和55 ns,实验数据与理论分析的误差分别0.98％,0.74％和2.1％。实验数据分析验证了建立的数学模型是可行的。     

光纤传输的脉冲展宽研究

利用傅立叶方法解非线性薛定谔方程,对单模光纤传输中非线性色散的脉冲展宽进行了研究。通过详细计算,给出了高斯脉冲的均方根宽度以及展宽因子的表达式。同时,作出了光纤内色散造成的高斯脉冲展宽和展宽因子随距离的变换关系图线。并分析研究了光纤色散对不同宽度脉冲的影响。对脉冲压缩技术的研究具有一定的参考价值。     

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。     

铜蒸气激光器脉冲加宽技术及加宽脉冲对放大器效率的影响

本文给出一套实用的铜蒸气激光器(CVL)激光脉冲展宽系统,展宽效率为60％。展宽的光脉冲注入放大器后,放大器效率提高10～12％,同时给出不同延时下,CVL放大光输出脉冲波形,并分析了其变化规律。     

有限脉宽脉冲泵浦下FRA中的走离和脉冲展宽

采用分步傅里叶算法数值求解非线性薛定谔方程组,模拟出有限脉宽脉冲泵浦下喇曼光纤放大器(FRA)中信号光的传输情况,研究了色散引起的走离效应和脉冲展宽对FRA的影响.结果表明:在有限脉宽脉冲泵浦的情况下,走离效应和脉冲展宽同时影响着FRA的最大作用距离和信号光幅度,当走离量较大时,走离效应对FRA的影响比脉冲展宽更明显,并且泵浦脉宽越小越易受到它的限制.     

Minimum pulse broadening in multimode fibers with index imperfections

Minimum pulse broadening of multimode graded-index fibers is investigated theoretically. Exact solutions of the rms pulse-width σ for a fiber with a power-law index profile is obtained by using the integral expression of group delay time based the multilayer approximation. It is shown that the minimum value of σ and the optimum α for the power-law index profile calculated by the multi-layer approximation in the steady-state modal power distribution are nearly equal to the well-known WKB solution. Next,sigma_{min}and the corresponding αoptare evaluated for certain index imperfections such as a central index dip and sinusoidal index ripple along a radial direction. The results offer the possibility to avoid the bandwidth degradation due to an inevitably generated index tipple in an MCVD graded-index fiber.     

不同剖面DDF中啁啾高斯脉冲展宽的研究

文章从理论上推导了啁啾高斯脉冲在5种不同群色散剖面光纤中的传播特性和初始啁啾对脉宽的影响.与常规单模光纤(SMF)相比,这5种色散缓变光纤(DDF)中的脉冲展宽较慢,能有效抑制脉冲展宽,但这5种DDF之间也存在着较大的差异.初始啁啾对脉冲的影响体现在:当β2c＞0时,脉冲展宽速度比无啁啾时要快;当β2c ＜0时,脉冲有一初始窄化过程,之后又快速展宽.     

脉冲展宽对紫外光通信误码率的影响

紫外激光散射通信会引起严重的脉冲展宽效应,由此导致的码间串扰会引起通信误码率。利用紫外光传输模型计算接收信号的时域分布;对“1”码和“0”码包络的概率密度分布按照“11”、“10”、“01”和“00”组合进行卷积,得到在采样时刻两侧相邻码元串扰量的概率密度函数。在引起误码临界值到采样时刻串扰量范围内,对概率密度函数进行积分可得上述4种情况的串扰引起误码的概率。仿真结果表明：距离5 km 的直视通信符号速率须小于9.25×107 Baud;距离1 km 的非直视通信在收发端仰角同为20°、30°和40°时,对应的符号速率须小于4.0×107 Baud、6.0×106 Baud 和3.6×105 Baud。因此,若紫外激光用于低速无线光通信领域可忽略码间串扰的影响。     

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.     

初始啁啾对光脉冲放大影响的数值研究

文章通过数值计算研究了掺铒光纤放大器(EDFA)中超短光脉冲放大的情况.结果表明,当相邻两超短脉冲的初始间距较小时,两脉冲在放大过程中会相互吸引,并产生新的子脉冲,从而导致放大效果变差.增大初始间距并不能有效地改善放大效果.为此,提出对输入光脉冲对引入合适的初始啁啾的方法,该方法可以减小因光脉冲互作用带来的负面影响,提高脉冲放大质量.     

光纤中皮秒超高斯脉冲的传输特性研究

用龙格-库塔算法对描述超高斯脉冲在光纤中传输的微分方程组进行了数值求解,数值结果表明光纤的二阶色散、三阶色散和脉冲初始啁啾使脉宽展宽,光纤非线性对脉宽有压缩作用.求出了能使超高斯脉冲在光纤中持续保形传输的用非线性系数归一化的二阶色散系数,该系数随超高斯脉冲的锐度因子增大而减小.当脉冲不能保形传输时频率与相位出现抖动,由...     

厄米-高斯型短脉冲在光纤中传输特性的变分研究

本文首先提出了含有位置和频率参量的啁啾厄米 -高斯函数 ,然后从非线性薛定谔方程出发 ,用变分法研究了厄米 -高斯型短脉冲在光纤中的传输特性 ,导出了脉冲各参量在光纤中演化的一级近似耦合微分方程组。     

上行激光脉冲时域展宽的数值模拟

基于蒙特卡罗方法,模拟了海洋上行激光脉冲接收光子数目和光子能量的时间分布受水下激光源深度和海面风速的影响情况。结果表明,海面风速一定时,随着激光源深度的增加,接收光子数目和接收光子能量的峰值时间延迟增加;峰值高度和峰值宽度呈增加趋势,且出现多个次峰值。激光源深度一定时,对于不同的海面风速,接收光子数目和接收光子能量的峰值时间,峰值高度和峰值宽度都非常接近,表明风速对激光脉冲的时间扩展效应不起主导作用。     

Nonlinear pulse shaping-assisted ultrashort optical pulse generation

An ultrashort optical pulse generator based on nonlinear pulse shaping is proposed and demonstrated. With a spatial light modulator placed prior to a high nonlinearity fiber, \((\mu +\lambda )\)-evolution strategy is introduced to dynamically adjust the transfer function of spatial light modulator both in phase and in amplitude. Nearly chirp-free 2.2-ps optical Gaussian pulse and 0.73-ps optical Nyquist pulse with a repetition rate of 25 GHz are both achieved in simulation. The scheme also has a certain tolerance to phase quantization error of the spatial light modulator and power fluctuation.     

微流控光脉冲调制器

为了解决常见光调制器偏振依赖或结构复杂的问题,本文基于微流控光学提出一种可控光脉冲调制器。利用基于T形结产生的离散液滴和全反射原理的微流控光开关,将连续光变换成数字脉冲信号,并通过调节液滴的长度和生成速率调制光脉冲的宽度和频率。所提微流控光脉冲调制器具有结构简单、插入损耗低、消光比高、易集成的优点。微流控光脉冲调制器的流场与光场特性被分析,结构被优化。研究结果显示：该光脉冲调制器的消光比为17.74 dB,插入损耗为0.49 dB。     

线宽增长因子对光纤色散传输系统的影响

文章讨论了半导体激光器频率啁啾产生的物理机制 .利用波动方程 ,得到了线宽增长因子同光源线宽的关系 ;重点分析了激光器方程中的线宽增长因子和光纤通信系统中啁啾参数的一致性 ;并以线宽增长因子为切入点 ,将高斯脉冲作为信号源 ,数值解光纤传输的非线性薛定谔方程 ,考察了线宽增长因子和群速度色散共同对光纤通信系统传输性能的影响 .