光子晶体光纤的矢量有效折射率分析方法

由于具有复杂的折射率分布，光子晶体光纤一般需要采用数值方法进行研究。有效折射率方法最早用来研究光子晶体光纤的模式特征及其色散特性，但是一般采用标量近似的方法。建立了研究光子晶体光纤的矢量有效折射率方法，并用于计算光子晶体光纤的色散常数。类比于阶跃型折射率光纤，只需将电磁场所满足的相应的贝塞尔函数代入阶跃型折射率光纤所满足的矢量特征方程即可求解光子晶体光纤包层的有效折射率。采用矢量有效折射率方法的计算结果与基于有限元方法求解的数值结果和测量结果吻合得更好。     

相移法测量单模光纤色度色散

本文讨论了采用相移法测量光纤色度色散的技术。对单模光纤的色散谱进行测量,得出单模光纤的零色散波长和色度色散随波长变化的斜率。此外,还对多模光纤的色度色散进行了测量。本文对测量精度作了理论分析,计算了随机噪声对相移测量的影响。 分别在二个波长区域——短波长区域(0.85μm附近)和长波长区域(1.3μm附近)对多模光纤和单模光纤的色度色散进行了测量,所得结果与用其它方法所测得的结果符合良好。     

10G以太网中多模光纤传输特性研究

首先介绍了10G以太网标准对局域网中已铺设多模光纤的传输距离要求和电色散补偿的技术方案。简单分析了不同折射率分布下的多模光纤的差分模延迟(DMD)曲线,随后讨论不同注入模式下多模光纤的模式分布与延迟特性。得到光脉冲注入位置在偏离纤芯19μm至22μm处有较好的色散性能。最后对多模光纤完整的脉冲响应和转移函数进行了讨论。     

基于神经网络的双芯谐振光纤色散补偿特性预测分析北大核心CSCD

本文针对双芯谐振色散补偿微结构光纤中色散调控与结构参数优化等问题,提出了一种基于神经网络的光纤轨道角动量模式色散特性预测方法。通过搭建多层神经网络模型,调节神经网络的隐藏层层数、神经元个数及网络超参数,得到了较为准确的色散预测结果。本文提出的方法建立了光纤结构与色散特性之间的联系与规律,与传统光学仿真计算方法相比,该方法可以更快速高效地找到光纤结构对应的模式色散特性,对光纤结构的设计和优化有一定的指导作用。     

光子晶体光纤的多模色散特征

采用有效折射率模型对光子晶体光纤的多模色散参数进行了数值计算,给出了不同结构光子晶体光纤的多模色散系数随波长的变化关系,并对计算结果作出了合理的物理解释.     

多层介质单模光纤传输特性：一种简便有效的数值法

本文提供了多层介质光纤传输特性分析的快速有效的数值法,即对近似的标量边界条件建立矩阵型特征方程,为2×2矩阵运算,这样可节省大量的计算机内存加快运算速度。对弱导光纤计算结果的精度是能满足要求的可靠的。通过大量分析提出了保证低损耗小色散单模光纤优化设计的思路及方法。     

光子晶体光纤色散的有限差分法研究

采用基于半矢量波动方程的有限差分法研究了光子晶体光纤(PCF)的色散特性。利用中心差分格式将半矢量波动方程转化为矩阵的特征值问题，进而得到光纤的模式特征和传播常数，并对计算结果进行了分析。数值计算结果表明，半矢量的有限差分法与全矢量的有限差分法和有限元方法求解的数值结果以及测量结果吻合得很好，而比基于标量方程的有效折射率模型得到的结果更为精确，为进一步设计具有适当色散特性的光子晶体光纤提供了理论计算工具。     

光纤的色散与带宽

本文通过实例说明了合理选取多模光纤剖面指数口,对减小光纤模式色散的重要作用。对单模光纤,在指出减小其总色散的挖潜方向的同时,又指出了减小其偏振模式色散以及稳定其偏振方向的重要性。对如阿处理工程计算带宽与实验室测试带宽间的关系,以及在组成光纤传输线时,如何预选剖面指数α等问题,也进行了一些讨论。     

以太网中多模光纤系统色散问题的解决方案

由于目前以太网中敷设的多模光纤系统存在严重的色散问题,限制了其在10 Gb/s以太网中的应用,因此如何有效地降低多模光纤的色散是10 Gb/s多模光纤以太网应用的关键.对目前用于解决10 Gb/s多模光纤以太网中色散问题的技术进行了归类,分析了各种技术的优缺点.     

光子晶体光纤的Galerkin算法

光子晶体光纤(PCF)是由石英和空气孔构成的二维周期性介电常数分布的微结构光纤，人们已经提出了一些理论方法用于其模式特征的研究。以全反射光子晶体光纤为例。将其折射率结构分解为一个纯粹的中心缺陷结构和一个完美二维光子晶体的叠加，并分别选取厄米-高斯函数和余弦函数对其周期性折射率展开；同时将横向电场分布的x，y分量用正交归一化厄米-高斯(Hermite-Gauss)函数展开。从电磁场的波动方程出发，忽略横向电场之间的耦合。根据折射率和电场的展开式。得到关于各展开系数的矩阵和模式的特征方程。特征方程中涉及的各矩阵元素都可以利用厄米-高斯函数的正交归一化性质及其他一些恒等式解析求得。求解该特征方程，可得到光子晶体光纤的传播常数和模场分布。利用此算法，可以进一步研究光子晶体光纤的模式特性、色散特性、偏振特性等。     

多包层光纤色散的数值解法

采用了等效折射率法数值求解多包层光纤的色散。文章先给出了光纤色散与光纤传播常数及等效折射率的关系。通过将多包层光纤等效为阶跃光纤,求等效阶跃光纤的传播常数与等效折射率,求得多包层光纤的色散。在理论分析的基础上,运用计算机迭代的方法编程求解方程组,求出光纤的传播常数,数值求解多包层光纤的色散。最后,以求4层（3包层）圆对称均匀色散平坦光纤的色散为例作了部分验证。     

光纤色散效应对脉冲展宽的影响

为了研究光通信系统中光纤色散特性对通信系统传输性能的影响,基于单模光纤和多模光纤的色散特性,采用数值模拟计算的方法,对脉冲展宽、光纤内部的偏振模色散、色度色散、波导色散和模间色散的物理机制进行了分析,分别得到了折射率n=1.516和n=1.458的标准单模光纤经过10km传输距离后色散导致脉冲展宽的结果,比较了传输波长在850nm和1310nm时多模光纤的色散效应,通过对不同光源LD(Δλ=1nm)和LED(Δλ=70nm)的比较,分析了光谱宽度对脉冲展宽的影响。结果表明,纯石英光纤在系统传输波长为1.27μm处群速度色散等于0;折射率渐变多模光纤工作在常见的850nm以及1310nm通信窗口时,其模内色散表现为负色散;色度色散和模间色散引起的脉冲展宽随光纤的数值孔径、材料折射率和光源光谱线宽的增大而增大。     

10 Gb/s多模光纤以太网中电均衡器的研究

在传统多模光纤上以10 Gb/s传输数据时,由于多模光纤中的模式色散,会造成很大的码间干扰.电均衡技术可以有效地补偿模式色散,减小码间干扰.基于10GBASE-LRM标准中的多模光纤系统模型,分析了该系统下的系统响应的统计特性,并估计了判决反馈均衡器的抽头数,研究了均衡器对OM1多模光纤系统的均衡效果和对系统误码率的改善.     

光纤有线电视技术入门30问(6)

问7:什么是光纤的色散?在答6中的 SI 型多模光纤中,稍微谈到了因各个模式的群速度不同而发生的多模色散。后来在 SM 型光纤又触及到结构色散。当入射的光信号经过光纤传输以后,凡出射端解调后光脉冲发生时间展宽(指数字式脉冲)或检波后电平随信号频率增高而降低(指模拟调制波形信号)的现象则称为色散。     

多模光纤反馈半导体激光器产生无时延特征混沌

提出了一种基于多模光纤模间色散的无时延特征混沌产生方案。在多模光纤长度为4.4 km、芯径为62.5μm、反馈强度为0.1的条件下,实验获得了无时延特征的混沌信号。进一步理论分析了多模光纤的纤芯直径、相对偏移、长度对混沌光模场的影响,结果显示：随着纤芯直径和相对偏移的增大,模式数量逐渐增多,模场分布变复杂;随着光纤长度的增加,模式分离程度（即模间色散）增大。最终探明了多模光纤相对偏移、反馈强度、长度对时延特征的抑制规律。结果表明,在与实验相同的纤芯直径和反馈强度下,消除时延特征的多模光纤的临界长度为1 km。     

光纤传输系统的色散特性

本文从理论和实验分析了多模和单模光纤传输线的带宽特性。多模光纤传输线带宽计算比较复杂,至今还没有完善的有效理论。对现代低损耗光纤,折射率分布是决定传输线带宽的主要因素。由稳态条件下测量的单根光纤传递函数的线性组合确定的传输线总传递函数(总带宽),和实际测量结果非常一致,可用于工程设计。对于单模光纤,由于批量生产的光纤零色散波长和光源中心波长都存在一定的分布,用统计理论来估算传输线总带宽更合适。多模和单模光纤传输线都可以利用色散补偿效应来改善带宽特性。     

光纤模群时延差的测量

一、绪言多模光纤基带特性主要取决于各模群速度差而产生的模式色散。因而为了得到宽频带多模光纤,使纤芯的折射率分布与最佳分布形状完全一致,这对均衡各模群延迟时间是重要的。然而,光纤的折射率分布通常是采用干涉显微镜来测量的,因为标准光纤的芯径只有50μm,纤芯中最大折射率差小于0.015,故采用此方法来评价能够反馈制造条件那样的高精     

基于OFM的ROMMF模式色散的分析与仿真

分别从理论分析和仿真实验两个方面对基于光学倍乘法（OFM）的ROMMF（射频多模光纤传输）系统中的模式色散进行了研究,结果表明OFM具有克服模式色散的能力。然后与直接调制的ROMMF系统进行对比,并对两个系统的仿真结果进行分析和说明。     

手征光纤中导模的色散特性

从手征介质中的电磁场本构关系出发，利用麦克斯韦方程组，对纤芯和包层都是手征介质构成的阶跃型手征光纤进行了解析求解，导出了模式场解和特征方程。用数值方法研究了纤芯和包层的手征导纳对手征光纤中导模的归一化传播常数、群延迟、波导色散等特性的影响。     

色散补偿对改进单模光纤开关特性的研究

对单模光纤的开关特性进行了分析和计算 ,得出了色散光纤中不仅存在开关信号延迟的结果 ,而且开关速度将受到限制 .给出了计算色散光纤及色散补偿光纤开关时间 (上升时间或下降时间 )的公式。公式表明 ,色散光纤的开关时间与色散绝对值的平方根成正比 ,与长度的平方根成正比。工作在 1.55μm波长、长 1km的 G.6 52光纤 ,开关时间约为 7ps。采用色散补偿技术时 ,开关时间与各段光纤色散与长度乘积的累加和的绝对值的平方根成正比。合理选择各段光纤的参数 ,可使开关时间降到1ps以下 ,这时影响开关时间的将是高阶色散。