基于光子晶体光纤的色散补偿和色散平坦技术

本文介绍了在各种结构参数下光子晶体光纤的色散特性，总结了实现光子晶体色散补偿光纤和光子晶体色散平坦光纤的各种设计方法。利用光子晶体光纤结构设计的灵活性，可以设计出具有各种色散曲线的光子晶体光纤，而这些光纤大略可以分成两类：空气孔直径大小一致的普通光子晶体光纤和空气孔直径大小变化的光子晶体光纤。从数值仿真的结果来看，如果选择适当的空气孔分布结构，空气孔直径大小变化的光子晶体光纤可以具有非常优异的色散补偿和色散平坦特性。这些数值仿真为实际的光子晶体的制作提供了参考。     

宽带色散补偿光子晶体光纤的优化设计

设计了一种宽带色散补偿光子晶体光纤,此光子晶体光纤在整个C波段具有较大的负色散值,且其色散斜率值均为负值。通过合理选取光子晶体光纤的层数和孔间距,同时优化各层的空气孔直径大小,分别设计了在1 550nm附近的色散值为-425、-440和-400ps.km-1.nm-1;且色散斜率分别为-1.49、-4.31和-8.59ps.km-1.nm-2的宽带色散补偿光子晶体光纤。可以分别实现与G.652和G.655光纤的卡帕值和相对色散斜率相匹配,具有较好的宽带色散补偿能力。     

宽带色散平坦光子晶体光纤的优化设计与特性分析

设计了一种第一层为椭圆空气孔缺陷的宽带色散平坦光子晶体光纤,借助全矢量有限元法对这种结构的光子晶体光纤的色散特性、模场面积、双折射和限制损耗特性进行了数值模拟.结果表明改进的光子晶体光纤的色散曲线可以在很宽的波长范围内保持色散平坦并具有较低的色散值,其模场面积较未改进光子晶体光纤的模场面积要大,光纤的限制损耗变小且双折射也相当小.主要分析了这种光纤的结构参数的优化后,光纤的色散特性、有效模面积、双折射以及限制损耗特性的变化规律,最终设计了在1 200～1 800 nm波长范围内超平坦色散的光子晶体光纤.     

低折射率芯色散补偿光子晶体光纤的设计

为对低色散斜率非零色散位移光纤进行色散补偿,对低折射率芯光子晶体光纤进行了研究.利用全矢量有限元法设计了三种色散补偿光子晶体光纤.数值计算结果表明,在1550nm处三种色散补偿光纤各自的相对色散斜率与相应低斜率非零色散位移光纤的值能很好地匹配,并且补偿后C波段的残余色散值很小.此外,设计出的色散补偿光纤是具有20μm2以上有效面积的低非线性光子晶体光纤.     

双芯准晶格光子晶体光纤的色散特性

设计了一种折射率引导型双芯准晶格光子晶体光纤,并基于有限元法对其色散特性进行数值模拟和研究。该光纤内、外纤芯中光波的耦合效应,可在相位匹配波长附近产生相当高的负色散值。通过分析内包层孔径d1,外纤芯孔径d2,外包层孔径d3,孔间距Λ以及内包层空气孔层数的改变对光纤色散特性的影响,最终设计出一种在1550 nm低损耗窗口性能优越的色散补偿光纤,负色散峰值为-2250 ps/(nm.km),半峰全宽超过280 nm,色散-带宽乘积可达630 GHz-1.km-1。此种光纤适合在长距离高速光纤通信系统中为常规单模光纤提供色散补偿。     

色散平坦光子晶体光纤的研究进展

光纤的色散管理与控制是设计光电子器件中必须考虑的重要因素.光子晶体光纤(PCF)作为一种新颖的光传输介质,由于其自由的结构设计,使它在色散控制与管理方面优于常规的通信光纤,因此在很多方面有巨大的应用前景.介绍了改变PCF的几何结构对其色散的控制以及实现平坦色散的实例,着重回顾了近年来PCF在色散平坦方面的结构设计,总结...     

光子晶体光纤色散补偿研究

从光脉冲在光纤中的传输过程分析着手,在理论和数值模拟两方面研究了光子晶体光纤的色散补偿特性作用。结果表明,利用光子晶体光纤进行色散补偿时,光子晶体光纤要选择合适的二阶色散系数,同时脉冲的输入峰值功率对其色散补偿也有影响,为保证补偿后脉冲的质量,补偿用光纤的长度尽量小。     

光子晶体光纤的色散特性分析

为了探讨靠近纤芯区域的第1层、第2层和第3层空气孔的直径对光子晶体光纤色散特性的影响,采用有限元法进行了理论分析。结果表明,适当调节第1层、第2层和第3层空气孔的直径,可以使零色散点在1100nm～1800nm之间的任何位置上移动。还可以设计在1270nm～1800nm较宽的波长范围内接近零色散的色散平坦光子晶体光纤。这一结果对光子晶体光纤的设计具有重要的作用。     

光子晶体光纤的色散特性分析

为了探讨靠近纤芯区域的第1层、第2层和第3层空气孔的直径对光子晶体光纤色散特性的影响,采用有限元法进行了理论分析.结果表明,适当调节第1层、第2层和第3层空气孔的直径,可以使零色散点在1100nm-1800nm之间的任何位置上移动.还可以设计在1270nm～1800nm较宽的波长范围内接近零色散的色散平坦光子晶体光纤.这一结果对光子晶体光纤的设计具有重要的作用.     

用于色散补偿的双芯光子晶体光纤设计

WDM系统的传输速率受单模光纤(SMF)中色散D的制约.针对WDM系统中的色散补偿问题,本文提出了一种新型的用于色散补偿的双芯光子晶体光纤(DCPCF),其构成材料是纯石英和空气.采用高斯--厄密函数法计算了此DCPCF的模场和等效折射率,理论模拟表明这种DCPCF的色散可达-18000 ps/(nm.km),并可补偿超过自身长度1000倍的普通单模光纤.     

Grating compensation of third-order fiber dispersion

Subpicosecond optical pulses propagating in single-mode fibers are severely distorted by third-order dispersion even at the fiber's zero-dispersion wavelength (λ₀). Using cross-correlation techniques, the authors measured the broadening of a 100-fs pulse to more than 5 ps after passing through 400 m of fiber near λ₀. The measured asymmetric and oscillatory pulse shape is in agreement with calculations. A grating and telescope apparatus was configured to simultaneously equalize both third- and second-order dispersion for wavelengths slightly longer than λ ₀. Nearly complete compensation has been demonstrated for fiber lengths of 400 m and 3 km of dispersion-shifted fiber at wavelengths of 1560-1580 nm. For the longer fibers, fourth-order dispersion due to the grating becomes important     

光纤通信系统中的可调谐色散补偿技术

对于高比特率的光纤通信系统,由温度或功率变化导致的色散波动高于系统的色散容限。因此,色散补偿单元必须具备动态可调谐功能才能适应下一代光通信网络发展的需要。本文介绍了几种动态可调谐补偿技术的基本原理性能特点及其国内外研究情况,其中包括啁啾光纤光栅法、虚像相位阵列法、G-T干涉仪法、阵列光纤光栅法和平面光波导法,并且简要讨论了可调谐色散补偿技术今后的发展方向。     

基于DCF长距离光纤通信系统的色散补偿

通过介绍光纤色散的产生及其对传输系统的影响,引出了色散补偿技术.在多种色散补偿方法中,侧重探讨了色散补偿光纤(DCF)技术.基于DCF在标准单模光纤上传输2245 km的情况下进行了研究,获得了一些对实际色散补偿系统有参考价值的结论.     

Ramped, unchirped fiber gratings for dispersion compensation

The effective medium method is used to analyze an unchirped fiber grating in which the coupling strength between the light field and grating is monotonically increasing with penetration depth into the grating. The potential use of this type of grating for dispersion compensation in intensity modulated optical systems is discussed. It is shown that, when this type of grating is used in reflection, appropriately designed linearly ramped gratings can be used to compensate fiber dispersion over a wide range of bandwidth-distance product values. In contrast, when the grating is used in transmission, there are strong limits on the bandwidth-distance product     

啁啾光纤光栅补偿光纤色散的研究

啁啾光纤光栅被认为是目前最有实用价值的色散补偿方案之一。分析了啁啾光纤光栅补偿色散的基本原理,从简单模型出发分析了啁啾光纤光栅的色散补偿能力,用数值法研究了啁啾光纤光栅的时延及色散特性,并比较了变迹型与非变迹型啁啾光纤光栅。结果表明要获得较大的色散,要求光纤光栅有较长的长度和较小的啁啾。同时为了消除色散曲线的振荡还必须采取适当的变迹方法。     

Purely phase-sampled fiber Bragg gratings for broad-band dispersion and dispersion slope compensation

We demonstrated numerically that both the chromatic dispersion and the dispersion slope can be compensated by using purely phase-sampled superstructure fiber Bragg gratings provided both the grating period and the sampling period are chirped linearly along the grating. Adjusting the refractive index modulation and the chirp of sampling function, they can be designed to compensate dispersion of a large number of wavelength-division-multiplexing channels.     

光纤通信系统色散补偿方案的优化

为了优化光纤通信系统色散补偿方案,采用软件仿真的方法设计了一个用色散补偿光纤进行色散补偿的单信道通信系统,利用光纤环形镜的全反射特性使该系统的色散补偿方案得到了优化,补偿效果良好,并节约了成本。对色散补偿及光纤环形镜的工作原理进行了理论分析和仿真验证,取得了系统在2.5Gbit/s和10Gbit/s下Q参量和眼图的仿真数据,分别找出了两个信号速率下的系统最佳输入功率。结果表明,系统在2.5Gbit/s下的最佳输入功率为13dBm,此时Q参量达到了172.88;系统在10Gbit/s下的最佳输入功率为6dBm,其相应Q参量为45.96。这一结果对实际应用中光纤通信系统的色散补偿是有帮助的。     

超高速光纤通信中的色散补偿技术

本文研究了光纤通信网中的色散及其补偿方法,对主要的几种色散补偿技术的机制,特点及春实现方法进行了分析,比较,并讨论了光纤的色散补偿实用技术。     

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。