光孤子在光纖中傳輸?shù)奶匦匝芯?pdf

1、光纖技術(shù)的應(yīng)用主要集中在兩個(gè)方面，一方面是光電檢測(cè)與光纖傳感，另一方面主要應(yīng)用在光纖通信中。隨著對(duì)大容量、高速率通信要求的不斷提高，光孤子通信逐漸成為各國(guó)科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。光孤子是一種光脈沖序列，它在光纖中長(zhǎng)距離傳輸時(shí)能保持形狀不變，這種特性是實(shí)現(xiàn)光孤子通信的基礎(chǔ)。光孤子脈沖之所以能在光纖中穩(wěn)定傳輸是利用群速度色散和自相位調(diào)制效應(yīng)平衡的結(jié)果，然而實(shí)際的光纖通信系統(tǒng)并非如此理想，影響光孤子傳輸特性和傳輸容量的主要因素從總體上主要表現(xiàn)在兩個(gè)

2、方面：一是光纖介質(zhì)引起的，如損耗、群速色散、偏振模色散等；二是非線性相互作用，如自相位調(diào)制(SPM)、交叉相位調(diào)制(XPM)、四波混頻(FWM)等。因此研究光孤子在光纖中的傳輸特性，對(duì)于設(shè)定光孤子通信系統(tǒng)，使光孤子通信實(shí)用化具有重要意義。論文在研究光孤子在光纖中的傳輸特性和光孤子實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)方面做了以下幾個(gè)方面的工作： 首先在麥克斯韋電磁場(chǎng)理論基礎(chǔ)上推導(dǎo)了光纖孤子傳輸?shù)姆蔷€性薛定諤方程CNLSE)，并對(duì)其進(jìn)行了修正，得到了高階修正的

3、NLSE，結(jié)合偏振模色散(PMD)基本理論及其表示方法，得到描述光脈沖在雙折射光纖中傳輸?shù)腘LSE。 對(duì)ps光孤子在光纖中的傳輸特性做了研究并進(jìn)行了數(shù)值模擬，對(duì)高階孤子相互作用研究發(fā)現(xiàn)孤子脈沖的衰變現(xiàn)象，得到脈沖對(duì)在光纖中傳輸時(shí)衰變規(guī)律。對(duì)于高階孤子來(lái)講，高階色散的增大會(huì)使孤子分裂更為嚴(yán)重，并且相互吸引的兩列分裂波會(huì)迅速疊加在一起，給通信帶來(lái)不利影響。 利用修正的高階廣義非線性薛定諤方程，得到增加二階色散系數(shù)，三階飛秒孤

4、子的裂化也會(huì)得到控制，在頻域內(nèi)表現(xiàn)為頻譜中移變窄。還分析了自陡峭效應(yīng)和自頻移效應(yīng)對(duì)二階孤子傳輸?shù)挠绊?，指出在一定的參?shù)取值范圍內(nèi)，自頻移效應(yīng)對(duì)二階孤子傳輸?shù)挠绊懸茸远盖托?yīng)大，占主導(dǎo)地位，且對(duì)自陡峭效應(yīng)有一定的抑制作用。 研究了同步調(diào)制技術(shù)對(duì)經(jīng)典孤子系統(tǒng)的PMD的補(bǔ)償作用，使脈沖的最大傳輸距離成倍的增長(zhǎng)，有效的提高了脈沖的傳輸質(zhì)量；滑頻濾波器對(duì)該系統(tǒng)中PMD的抑制作用很小，但對(duì)色散管理孤子(DMS)系統(tǒng)的PMD抑制作用顯著。研