色散补偿啁啾光纤光栅耦合模方程理论探讨

对色散补偿啁啾光纤光栅耦合模方程进行了理论研究,提出了耦合模方程的一种解法。讨论了光纤光栅的透射率和反射率是位置函数的问题,进一步研究了啁啾光栅色散补偿器的耦合系数和色散系数。     

色散线性度可调的大啁啾FBG色散补偿器

针对传统大啁啾FBG色散补偿技术中色散曲线线性度难以控制的问题,分析了相对啁啾系数比值与色散线性度之间的关系,依此提出一种基于大啁啾FBG的中继色散补偿器设计方案.该补偿器通过调节一阶和二阶啁啾系数的比值,实现色散曲线线性度可调的功能,且具有补偿带宽范围大、适合WDM系统远程中继补偿的特点.将该设计作为中继补偿器配置在500 km、8通道WDM系统中进行模拟实验,论证了该补偿器的效果.     

啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输的影响

采用广义非线性薛定谔方程描述啁啾对飞秒脉冲在光子晶体光纤中传输特性的影响,利用对称分步傅里叶方法通过求解方程,数值计算了有无啁啾情况下相同脉宽和功率、不同入射波长飞秒脉冲在光子晶体光纤中的传输,对比不同色散区飞秒脉冲波形的演化及超连续谱的产生。结果表明,较低功率时,反常色散区和零色散区,初始啁啾对于孤子的快速形成和传输具有重要的作用,而位于正常色散区时,啁啾破坏了脉冲形状,不利于脉冲的传输。反常色散区和正常色散区啁啾有利于频谱的展宽;零色散区,啁啾对频谱展宽影响不明显。较高功率时,频谱展宽主要受功率影响,啁啾对频谱展宽作用不大。这些结论对于脉冲传输和超连续谱系统优化设计和控制具有理论指导意义。     

基于曲线反射面快速扫描光学延迟线设计

太赫兹时域光谱系统作为有效的相干探测技术,提高太赫兹的探测速度是其研究重点.通过说明延迟线的基本原理并进行数学分析,设计了具有4个子叶片的快速旋转延迟线,总延迟距离为127.339 mm,延迟时间为424.464 ps.利用LIGHTOOLS进行理论光线模拟,对轴振动和安装产生的误差进行模拟,并对轴体旋转的模态进行分析.设计和仿真结果表明:此光学延迟线装置能在空间上有效地分开光束平行出入射,且低于一阶模态频率,可稳定旋转,加工可行性较高,能实现较大的延迟时间且重复性较好,有利于快速探测到太赫兹信号,提高太赫兹时域光谱系统扫描速度.     

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。     

时间透镜成像系统的数值分析

在高非线性光纤中利用四波混频（ＦＷＭ）效应产生时间透镜,由输入色散光纤、时间透镜,以 及输出色散光纤三部分构成光信号处理的时间成像系统．时间透镜将泵浦光的二次相位通过四波 混频作用传递给信号光,啁啾化的信号光在经过光纤的色散之后可以引起脉宽的放大或压缩．数值 计算表明：在时间成像系统中,采用较宽的泵浦光会导致信号光脉宽的放大倍数Ｍ 值下降,但泵浦 光输入功率的强弱对放大因子Ｍ 值没有影响．考虑到光纤的损耗会导致色散线路上信号功率的衰 减,为使色散与非线性效应动态匹配,将输入输出两段光纤的色散由固定值改进为指数渐减,可以 使放大倍数更趋近于理论值．     

时空类比法及其在光脉冲传输中的应用

讨论了光传输问题研究中的时空类比法,给出了空间量和时间量以及相关公式的对应关系,在引入时流线和时流束的概念后,采用此法处理了肖冲在色散光纤中的传播问题,得到了有啁啾和无啁啾脉 展宽公式,给色散长度以严格的定义,并用时间ＡＢＣＤ矩阵法讨论了各种色散补偿问题。     

啁啾光纤光栅的色散补偿研究

在光纤传输系统中,容量的扩大、速率的提高、距离的延长都与光纤的损耗、非线性效应、色散效应密切相关。随着掺铒光纤放大器的广泛使用,损耗问题基本得到了解决。由于光纤色散能够有效地抑制四波混频、自相位调制等非线性效应,对光纤通信系统进行升级扩容的关键是解决色散问题。根据耦合模理论对均匀光纤光栅和啁啾光纤光栅的反射谱进行了数值仿真,结果表明,啁啾光纤光栅的色散补偿性能优于均匀光纤光栅。设计了用啁啾光纤光栅对10Gbps光信号传输300km进行色散补偿的仿真系统。仿真结果表明：应用啁啾光纤光栅进行色散补偿能使光纤传输系统的性能得到显著的改善。     

啁啾光脉冲在色散光纤中的传输

在色散光纤传输系统中,调制产生的半导体激光波长移动(即啁啾)被证明对高比特率是一个严重的限制因子。本文导出了啁啾激光脉冲经色散光纤传输后的畸变波形,以此为基础讨论了避免啁啾光脉冲被光纤展宽的各种方法。     

啁啾脉冲在正常色散光纤中的传输

对正常色散光纤中的光脉冲的时域特性、频域特性及啁啾的变化进行了数值分析和实验研究。结果表明。当入纤光功率较大时,光纤非线性效应不可忽略,啁啾脉冲在光纤中的时域特性、频域特性及脉冲的啁啾都发生大的变化。     

啁啾高斯脉冲对时延脉冲展宽的影响

该文介绍了慢光介质中引起光脉冲展宽的主要原因,在考虑介质无损耗及小信号增益条件下推导出了啁啾高斯脉冲经过宽带矩形布里渊增益谱的慢光系统后输出脉冲时域振幅包络的近似解析表达式、光脉冲时延表达式和展宽因子.定量分析了脉冲时延和啁啾参量随泵浦频带宽度等因素的影响.仿真结果表明,在输入高斯脉冲中加入初始啁啾可以减小脉冲的展宽.     

啁啾光纤光栅反射谱与时延仿真研究

为了了解啁啾光纤光栅的特性,基于耦合模方程,利用矩阵分析法对啁啾光纤光栅的反射谱和时延进行了数值模拟,并且分析了不同啁啾系数或不同长度对啁啾光纤光栅反射谱和时延的影响.得出的结果是:啁啾光栅长度一定,随着啁啾系数的增大,其反射谱变宽、时延减小;啁啾系数一定,随着光栅长度的增大,其反射谱变窄、时延增大.     

无数字时延滤波器的宽带大规模阵列雷达去斜算法

在宽带雷达接收机中,为了降低宽带信号采样对模数转换单元性能的要求,需对接收的宽带信号进行去斜处理。传统去斜处理算法需使用数字时延滤波器,具有设计复杂、成本高的缺点,因此不适合大规模阵列应用。为了解决此问题,提出一种无数字时延滤波器的去斜处理算法,通过频率和相位补偿,使各通道数据达到一致,从而省去数字时延滤波器,简化了系统的设计复杂度。结合子阵划分技术,减少处理通道数量,降低系统硬件成本与数据处理难度。同时,还分析了所提算法中回波时延估计误差的边界条件。仿真结果表明,相比传统算法,该算法输出信噪比更高,且对回波时延估计误差的敏感度更低。     

基于小波时间延迟估计的宽带信号波束形成算法研究

在阵列信号接收中,由于信号多径效应,阵列天线接收到不同时间延迟的期望信号,这使得高精度的波束形成技术成为信号处理中的一个难点。该文提出了一种考虑时延的波束形成算法。该算法首先通过小波算法对宽带接收信号进行接收信号时间延迟估计,将时延估计值与预存时延估计值进行误差比较,并对接近期望信号方向的空间多波束进行迭代优化,最后实现在空间中形成整体的自适应波束。仿真结果验证了改进算法的有效性。     

以啁啾光纤光栅为补偿器的自适应PMD补偿的实验研究

基于光信号偏振度(DOP)与光纤链路差分群时延(DGD)良好单调关系,提取光信号的DOP作为监测信号,通过搜索运算控制偏振模色散(PMD)补偿器,找到链路中DOP达到最大值时补偿器的状态,从而实现一阶PMD的补偿。采用等效啁啾技术,用具有光敏性质的保偏光纤制成啁啾光纤光栅,将其作为PMD补偿器中的时延线,完成了10 Gbit/s、NRZ码光纤通信系统的自适应PMD补偿的实验研究。在自适应PMD补偿的控制算法中,使用了粒子群最优化(PSO)的人工智能搜索法,它具有快速搜索到全局最大值、不易陷入局部极大、抗噪声等特点。实验结果显示,以双折射啁啾光纤光栅为补偿器的自适应PMD补偿系统具有良好的补偿效果。     

一种大动态范围高分辨率的脉冲延迟器设计

采用数字方法和模拟方法,设计一种大动态范围、高分辨率的脉冲延迟器,可以实现连续变化的脉冲延迟控制。该系统已经成功应用于某型雷达回波模拟器中,也适合于其它需要对输入脉冲延迟的场合,具有广泛的实用性和适用性。     

链式系统中信号远距离传输延时的在线测量方法

针对地震勘探系统结构成链式、采集节点多,全局主时钟和系统控制命令在其间传输延时大,而且采集节点间产生的延时不同且未知,导致不同采集通道间同步采集误差不易得到精确校正而影响同步精度的问题,提出了一种实时在线测量信号传输延时的回传模型和方法,采用链路复用技术,用同一根下行链路传输线实现从预处理模块到所有采集节点传输延时的精确测量,并能同时实现延时量向各采集节点一对一地传输。在进行链式系统设计时,本文方法能为后续同步采集误差的精确校正提供精确的延时依据。最后,建立了具有3个采集节点的实验系统,实验结果验证了本文方法的有效性。     

雪崩三极管在扩频通信中的应用

扩频技术是一种新型的通信体制,是通信领域和控制领域中的一个重要的发展方向.在扩展频谱通信系统中,常用SAW抽头延迟线来实现扩频序列的捕捉,利用SAW抽头延迟线可以生成被扩频序列调制的中频BPSK信号.由于SAW器件具有频率选择性及较高的插入损耗,使得它的输入必须为高脉冲且脉冲的频谱宽度能覆盖SAW抽头延迟线的中心频率.笔者采用CPLD和雪崩三极管电路产生了适合要求的脉冲.实验中测得脉冲电压15～25 V,脉冲宽度<7 ns.     

基于TTIB技术的无线数传Modem设计与实现

TTIB(透明带内导音 )及 FFSR(前馈信号再生 )技术是一种可抗无线信道中多径时延及多谱勒频移引起的信号衰落的技术。在阐述 TTIB/ FFSR原理的基础上 ,提出一种用数字信号处理技术来实现TTIB/ FFSR技术、应用于现有短波 SSB电台使其具有数传功能的无线 Modem完整设计方案及其硬件测试模型 ,并就实验结果对其改进进行探讨。     

极窄脉冲取样积分接收机的同步定时系统

定时系统是超宽带无线电(UWB)接收机的重要组成部分,提供与接收到的极窄脉冲信号同步的精确的时钟信号,以便于接收机正确地检测和恢复传送的信息数据。由于超宽带脉冲信号持续时间是纳秒级,所以对捕获和控制脉冲同步的精度要求极高。所设计的极窄脉冲接收机的同步定时系统,包括基于FPGA的控制模块和可编程延时线等部分,可实现最小调整步距0.25ns,最大同步建立时间5ms,捕获带2kHz,能满足UWB通信系统的要求。