提高BOTDR探测范围的色散补偿方案

定量计算BOTDR内入射脉冲的色散问题,分别独立仿真正负色散影响下脉冲展宽现象。提出BOTDR的色散补偿方案,即在光纤内的光脉冲在光纤内传输一段距离后出现的正色散被一段合适长度的负色散所抵消后,脉冲能够得到有效的恢复,从而使BOTDR内光纤的脉冲能够传输更远的距离,并继续发生布里渊散射效应。方案是在充分考虑了现有的BOTDR装置的基础上提出的,不需要对测量仪器内部的电子器件和光学器件作修改,因而具有一定的实用价值。     

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。     

基于分步傅里叶变换法对非线性薛定谔方程的数值仿真

介绍一种数值求解非线性偏微分方程的方法;分步傅里叶变换法.光脉冲信号在光纤中传输时,同时受到色散效应和非线性效应的影响.所以利用分步傅里叶变换法,考虑光信号在光纤中传输一段微小距离的情况下,先计算色散效应对光脉冲的影响,然后再计算非线性效应对光脉冲信号的影响,进而近似求出非线性薛定谔方程的数值解.最后,应用MATLAB软件来数值仿真这个数值解,仿真结果可以清晰看到色散效应对光脉冲的脉冲展宽,以及非线性效应对光脉冲的影响.     

具有色散补偿功能的Raman光纤光放大器(英文)

光纤损耗和色度色散是限制高速光纤系统传输容量的两个主要因素。损耗导致光在光纤中的衰减,传输一定距离后需要放大;而色度色散引起脉冲展宽,长距离传输需要色散补偿或采用其它色散管理手段。利用色散补偿光纤既可以进行色散补偿,又能作为喇曼光放大器增益介质使用的特点,分别测量了光纤的色散特性和喇曼增益特性,设计了通过色散补偿光纤同时进行色散补偿和喇曼光放大的系统方案,实验结果表明50公里单模光纤的色散和损耗(约10dB)可以通过采用5.6公里色散补偿光纤、具有12dB增益的Raman光放大器完全补偿。     

40Gb/s单通道光纤传输系统研究

提出了一种比特率为40 Gb/s的单通道传输系统的设计方案,通过大量的数值仿真研究了在单波长传输系统中放大器间隔、脉冲占空比、色散补偿因子、色散补偿系数、光纤的入纤功率等参数对系统传输性能的影响,并根据这些影响关系设计了一个九段的光纤传输系统,其传输距离为928 km。仿真结果对单波长和多波长40 Gb/s光纤传输系统的设计具有指导意义。     

高阶色散对光脉冲传输的影响

在考虑光纤色散三阶项时,推导出具有初始啁啾的高斯光脉冲沿单模光纤传输时的表达式。以此为基础,讨论了不同色散参量、脉冲宽度对光脉冲形状的影响。采用MATLAB数学软件对理论结果进行了计算。波形分析显示三阶色散项会引起光脉冲形状发生畸变,使波形中心偏向一侧,在这一侧脉冲沿附近形成拖尾振荡结构。三阶色散项数值越大,拖尾越长,畸变越严重。在三阶色散项相同的情况下,输入光脉冲频率越高,输出脉冲的拖尾越长。结果表明,拖尾的大小不仅与三阶色散项有关,也与传输速率有关。     

色散控制“呼吸”孤子传输特性的数值研究

采用数值计算方法研究了色散控制"呼吸"孤子传输系统稳定传输的特性,研究结果表明:脉冲的主体或"内核"部分的演化是稳定的,而脉冲所受的周期放大损耗以及色散项的扰动在归一化放大间距Za(Zd)1<<条件下,该扰动对脉冲主体的影响可以忽略,从而证明了色散控制"呼吸"孤子传输是一个稳定的传输方案。     

偏振模色散对输出脉冲波形影响的分析与仿真

偏振模色散已成为限制光纤通信系统传输速率和距离的一大障碍,特别是当光纤通信系统单信道传输速率达到40Gb/s或以上时,二阶偏振模色散效应已不可忽略,它严重影响了信号传输质量,造成数字通信的码间干扰.本文根据单模光纤的偏振模色散时域脉冲响应公式,借助实验室开发的光纤通信系统仿真软件,分析了一阶、二阶偏振模色散对输出场中脉冲波形的影响,并验证出仿真实验与理论分析结果有很好的一致性.     

高阶耦合系数三芯光纤耦合器开关数值解

利用分裂步长傅立叶方法研究了基态孤子在耦合系数随频率变化的三纤芯非线性光纤耦合器中的传输和开关特性。研究表明一阶色散耦合系数使光脉冲耦合传输的周期性和陡峭的开关特性遭到破坏;二阶色散耦合系数使光脉冲传输时的耦合长度减短、开关阈值功率增加而且开关特性也变得更加陡峭。     

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。     

光子晶体光纤中脉冲俘获现象的研究

采用分步的傅立叶方法数值求解了耦合的非线性薛定鄂方程,模拟了双脉冲在光子晶体光纤中的非线性传输和俘获脉冲的产生.发现当泵浦脉冲在反常色散区进行泵浦,而信号脉冲在正常色散区入射,且两脉冲间满足初始群速度匹配或者接近匹配时,才观察到了脉冲俘获现象,其产生机制是随后产生的拉曼孤子脉冲与信号光之间的交叉相位调制作用.此外,也研究了各种入射激光参数对脉冲俘获的影响.当信号光和泵浦光靠近零色散点入射时,俘获效应越明显;当泵浦光的峰值功率增加时,孤子脉冲的红移现象越来越明显,被俘获的信号光成分也将逐渐产生蓝移.     

三阶色散对色散管理孤子系统影响研究

仿真研究了在三阶色散影响下色散管理光孤子系统的传输特性。利用分布傅立叶方法对非线性薛定谔方程进行了数值求解,同时讨论了在色散管理孤子系统中应用三阶色散补偿对传输特性的影响。仿真结果表明,三阶色散对色散管理孤子脉冲形状和频谱都有明显的影响,并建议在长距离高比特率的色散管理孤子系统中应用三阶色散补偿技术。     

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。     

OCDMA编/解码的一种方法

提出了非相干光纤码分多址（OCDMA）接入的一种新技术——快速跳跃波长时扩编解码一种实现方法，经过超连续发生器后展宽了锁定激光器输出的脉冲光谱，然后又经波长选择时延装置将这个脉冲编码，利用快速跳跃时扩方法，在接收端，匹配滤波器解码，恢复原来数据。通过一个实验说明这个方法的有效性，传输数据1-Gb/s，采用单模色散位移光纤，传输距离为15km，这个方法并不需要快速波长可调光源。     

二阶色散耦合系数光纤耦合器开关变分分析

利用基于拉格朗日密度的变分原理解耦合系数与频率有关的耦合非线性薛定谔方程,得到了纤芯中能量转移系数的雅克比椭圆函数形式的解析表达式,研究了二阶色散耦合系数对基态孤子在两纤芯对称光纤耦合器中的传输和开关特性的影响。研究表明,初始啁啾使光脉冲传输时的耦合长度减小,耦合器的开关特性变差;二阶色散耦合系数使光脉冲在二纤芯之间能量转换的周期变小、开关阈值功率增加而且开关特性也变得更加陡峭。     

传输线色散及不连续性对脉冲信号的影响

由于雷达系统中传输网络的传递函数出现幅频或相频的波纹,宽带雷达系统输出信号会出现成对回波现象,造成信号失真。传统的成对回波理论很难有效地分析微波/毫米波传输线色散和不连续性对时域脉冲信号传输特性的影响,通过利用时域有限差分法(FDTD)结合Taylor级数展开法来研究微波/毫米波传输线色散特性和不连续性是否会产生对时域脉冲信号的成对回波现象,理论研究及仿真结果表明:具有色散性或不连续性的微波/毫米波传输线以及无源器件如滤波器、定向耦合器等在传输时域脉冲信号时都不会产生成对回波现象。     

基于40Gb/s非等幅OTDM传输系统的优化设计

本文在40Gb/s非等幅OTDM传输系统的基础上,围绕超短脉冲的产生、信号复用、色散补偿和时钟提取技术进行优化设计。介绍了采用掺铒光纤放大器获得超短脉冲;利用方程差微调法获得光时分复用信号和易于实现动态色散补偿的啁啾光纤光栅实现色散补偿,以及通过适于高速光时分复用系统的光时钟提取技术提取时钟脉冲等内容。最后给出了低抖动、低误码率、性能稳定的传输系统。     

高速光纤通信系统中高阶效应对孤子压缩的影响

在色散位移光纤中,采用分步傅立叶方法对非线性薛定鄂方程进行了数值计算与模拟皮秒脉冲在色散位移光纤中的传输,计算和分析了受激拉曼散射效应（SRS）和三阶色散对色散位移光纤中皮秒脉冲的孤子效应压缩的影响。通过分析最佳压缩因子与孤子阶数之间的关系,发现在光纤的低群速度色散区,高阶色散将成为影响最佳压缩因子的主要原因,而在高群速度色散区,高阶色散效应被抑制,SRS成为影响孤子效应压缩的主要原因。在高速光纤通信系统中,这篇文章的结论可能会在脉冲压缩方面的研究上具有一定的指导意义。     

高阶效应对级联压缩脉冲的影响

利用数值模拟的方法,研究三阶色散、自陡峭、自频移等高阶非线性效应对孤子压缩系统所产生的级联压缩脉冲的影响,发现三阶色散、自陡峭和自频移这三种高阶效应都会破坏压缩脉冲的传输行为.具体表现为:三阶色散会使孤子的压缩效应逐步消失并发生畸变,导致非对称振荡结构发生;自陡峭和自频移效应会导致脉冲破裂,最终使脉冲变形.这些结果表明,当脉冲被压缩到飞秒量级时,会导致脉冲畸变,从而出现失真,这在实际的光孤子通信中是十分不利的.     

光纤链路中高阶色散致调制不稳定性的研究

由于色散和非线性效应的相互作用,连续波或准连续波在光纤中传输时,会出现调制不稳定性。利用非线性薛定谔耦合方程,在假设光脉冲幅值受到微扰的情况下,用解析的方法,研究了有源光纤链路中,高阶色散导致的调制不稳定性,得出了调制不稳定性的增益谱。