光孤子在光纖中傳輸?shù)奶匦匝芯?pdf

1、光纖技術的應用主要集中在兩個方面，一方面是光電檢測與光纖傳感，另一方面主要應用在光纖通信中。隨著對大容量、高速率通信要求的不斷提高，光孤子通信逐漸成為各國科學家研究的熱點。光孤子是一種光脈沖序列，它在光纖中長距離傳輸時能保持形狀不變，這種特性是實現(xiàn)光孤子通信的基礎。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制效應平衡的結果，然而實際的光纖通信系統(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

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

3、NLSE，結合偏振模色散(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ps光孤子在光纖中的傳輸特性做了研究并進行了數(shù)值模擬，對高階孤子相互作用研究發(fā)現(xiàn)孤子脈沖的衰變現(xiàn)象，得到脈沖對在光纖中傳輸時衰變規(guī)律。對于高階孤子來講，高階色散的增大會使孤子分裂更為嚴重，并且相互吸引的兩列分裂波會迅速疊加在一起，給通信帶來不利影響。 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、子的裂化也會得到控制，在頻域內表現(xiàn)為頻譜中移變窄。還分析了自陡峭效應和自頻移效應對二階孤子傳輸?shù)挠绊?，指出在一定的參?shù)取值范圍內，自頻移效應對二階孤子傳輸?shù)挠绊懸茸远盖托螅贾鲗У匚?，且對自陡峭效應有一定的抑制作用?研究了同步調制技術對經典孤子系統(tǒng)的PMD的補償作用，使脈沖的最大傳輸距離成倍的增長，有效的提高了脈沖的傳輸質量；滑頻濾波器對該系統(tǒng)中PMD的抑制作用很小，但對色散管理孤子(DMS)系統(tǒng)的PMD抑制作用顯著。研