光孤子通信系統(tǒng)中偏振模色散的研究.pdf

1、光纖通信系統(tǒng)以其傳輸速度快、傳輸距離遠(yuǎn)、信息容量大、保密性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)已成為現(xiàn)代通信的主體。隨著通信技術(shù)發(fā)展，一種全新的超高速、大容量、超長(zhǎng)距離的非線性全光通信技術(shù)——光孤子通信開始走入人們的視線，其以非線性光學(xué)作為理論基礎(chǔ)，克服了光纖色散對(duì)光信號(hào)傳輸?shù)南拗?，通信距離可達(dá)數(shù)萬(wàn)公里，并適用于波分復(fù)用(WDM)和光時(shí)分復(fù)用(OTDM)的長(zhǎng)距離高速光纖通信，是進(jìn)一步提高光纖通信系統(tǒng)容量的最佳通信方式。與此同時(shí)，偏振模色散(PMD)對(duì)光纖通信容量的

2、限制越來(lái)越明顯，并且成為限制高速率傳輸系統(tǒng)中的一個(gè)重要因素。
　　本文對(duì)光孤子通信的理論和應(yīng)用做了介紹和研究，探討了有損光纖中的孤子色散管理技術(shù)。討論了一種新型的基于色散衰減光纖的色散管理，可以只用兩段不同色散的光纖連在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)指數(shù)衰減色散光纖，而且在每個(gè)色散圖中不同的色散值可以通過(guò)改變兩段光纖的長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)。結(jié)果顯示這種方法比起傳統(tǒng)的孤子系統(tǒng)有更多的優(yōu)點(diǎn)。
　　用分步傅立葉算法對(duì)光孤子的一般傳輸方程——非線性薛定諤方程(N

3、LSE)進(jìn)行求解，驗(yàn)證了皮秒光孤子的特性。當(dāng)脈沖寬度小于皮秒量級(jí)時(shí)，高階非線性效應(yīng)和高階色散效應(yīng)將不可忽略，此時(shí)飛秒量級(jí)的脈沖在光纖中的傳輸滿足高階修正的非線性薛定諤方程(HONLS)。同樣通過(guò)分步傅立葉算法求解，探討了飛秒光孤子的傳輸特性。
　　在已有的大量關(guān)于皮秒量級(jí)光孤子通信中偏振模色散研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)求解含PMD的飛秒孤子對(duì)方程——高階修正的耦合非線性薛定諤方程，研究了飛秒光孤子系統(tǒng)中PMD的特性。對(duì)同相和正交飛秒孤子對(duì)

4、分別進(jìn)行了討論，結(jié)果顯示：正交飛秒孤子比同相飛秒孤子具有更好的自俘獲特性；偏振角不影響自俘獲；雙折射系數(shù)越大，PMD越大，自俘獲效應(yīng)越不明顯；正交飛秒孤子和同相飛秒孤子對(duì)相對(duì)振幅都很敏感，這與皮秒孤子不同；入射功率對(duì)于正交孤子對(duì)的自俘獲效應(yīng)有閾值；比起皮秒孤子的來(lái)說(shuō)，因?yàn)轱w秒孤子的自頻移效應(yīng)，發(fā)生明顯的自俘獲效應(yīng)的條件比較困難，而且基本沒(méi)有完美的自俘獲使得兩分量群速度相同。在最后，我們提出了一種近似判定功率對(duì)于正交飛秒孤子對(duì)的閾值的方法