色散控制光孤子系统性能分析

研究色散控制光孤子系统中的放大器的自发辐射噪声与交叉相位调制对孤子传输特性的影响，采用变分法分析了色散控制孤子的均方频移、定时抖动和误码特性，从降低自发辐射噪声和交叉相位调制扰动引起的均方频移出发，确定了补偿段的特性参量，给出了三种传输控制方案，分析了各方案中色散控制孤子的传输特性，其结果对色散控制孤子系统的设计具有参考价值。     

偏振模色散影响色散控制孤子传输的理论研究

采用变分法分析高速色散控制孤子在双折射光纤中的传输规律。首先建立了色散控制孤子在双折射光纤中的扰动传输模型 ,然后解析了偏振模色散影响下色散控制孤子各参量的传输演化规律 ,最后对解析结果进行了计算。研究结果表明 ,偏振模色散参量对色散控制孤子能量、脉宽的演化影响很大 ,当偏振模色散很大时 ,如Dp>0 .3ps/km1/ 2 时 ,必须考虑采用某些在线控制手段来有效抑制偏振模色散对传输系统的影响 ,然而 ,当Dp≤ 0 .1ps/km1/ 2 时 ,系统几乎不受影响 ,同时本文还证明了色散控制孤子抗偏振模色散扰动的能力强的这一特点。为研究偏振模色散对高速非线性传输系统、特别是色散控制孤子传输系统的影响提供了理论依据和研究方法。     

滤波器对偏振模色散的补偿

根据耦合非线性薛定谔方程 ,本文研究了偏振模色散如何影响各种码型的频谱 ,分析了滑频滤波器和固定滤波器对偏振模色散的补偿作用。研究结果表明 :偏振模色散对不同码型的频谱影响是不一样的 ,对色散管理孤子的频谱影响最大 ,产生新的频率分量也最多 ,而且每个新频率分量都较强 ,比入射频谱展宽许多 ;滑频滤波器和固定滤波器对偏振模色散都具有补偿作用 ,使最大可传输距离成倍增加 ,两种滤波器对偏振模色散的补偿作用相差较小 ;但是对色散管理孤子系统中的偏振模色散补偿效果最佳。     

变路径色散管理孤子系统中的调制非稳性研究

本文研究了变路径色散的孤子系统中的调制非稳性.首先采用微扰法对变路径色散的系统中的调制非稳性(MI)进行理论分析,解析出变路径色散系统中的MI特征根表达式,据此得到了色散管理孤子(DMS)系统的特征参数色散管理图强度与MI增益系数关系.研究结果表明,变路径色散系统中的色散管理强度大大影响MI增益的大小以及增益谱范围,而路径平均色散只影响MI增益谱范围.同时,本文结果还表明DMS较普通孤子系统有更强的抑制MI增益的能力.     

偏振模色散模拟器一阶及二阶偏振模色散统计特性的分析

从光纤的琼斯矩阵模型出发,利用蒙特-卡洛方法对偏振模色散模拟器的统计特性进行了研究.研究结果表明:随着组成模拟器的保偏光纤的段数增加,一阶和二阶偏振模色散的统计分布越接近于理论拟合曲线.比较了两种不同模拟器的组成方法,得到的结果将对模拟器的设计具有实际的指导作用.     

单模光纤中偏振模色散的仿真模型

利用琼斯矩阵法研究了长单模光纤中偏振模色散的仿真模型.考虑到偏振模色散的随机性,该模型中单模光纤被看作是一系列短双折射光纤段的级联,相邻两段之间耦合角是随机的.研究结果表明,当短双折射光纤段等长时,偏振模色散呈现随波长周期性变化的特点;不符合实际情况.当短双折射光纤段不等长且服从高斯分布时,周期性逐渐消失;当其长度均方差为均值的20%,周期性完全消失.最后比较了偏振模色散的时域统计特性.取短双折射光纤段的长度服从高斯分布且均方差为均值的20%,偏振模色散的统计特性接近于实际分布.因此得出结论:为了正确估计偏振模色散的影响,在单模光纤的级联模型中,短双折射光纤段的长度应服从高斯分布,均方差为其均值的20%.     

Soliton Transmission Research on using Dispersion Step Fiber Chain Instead of Soliton Fiber

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差分相移键控色散管理孤子多扰动系统的相位抖动

差分相移键控(DPSK)调制方式和色散管理孤子传输方式的结合能抵制噪声和非线性损伤,在高速(40 Gbit/s以上)多信道系统中具有突出的优点。采用变分法分析了多波长信道的放大自发辐射(ASE)噪声、信号间的非线性串扰(ISI)等多种扰动因素引起差分相移键控色散管理孤子系统的均方根相位抖动,给出了扰动的作用区域以及各扰动的大小。研究发现,放大自发辐射引起的抖动与传输距离成三次方的关系,而交叉相位调制(XPM)引起的抖动与距离近似成线性关系。通过优化选择色散管理图强度范围1.5~3.5,各种扰动得到了抑制,而以放大自发辐射扰动抑制为最大,此时要远低于交叉相位调制引起的抖动,然后分别是交叉相位调制-放大自发辐射扰动和交叉相位调制,从而波分复用系统主要来自于增加信道数这一客观限制。     

数值模拟高阶色散和非线性对光孤子传输的影响

光孤子传输中的高阶色散以及高次非线性效应是光纤通讯发展的重要制约因素。从光孤子在光纤中的一般传输方程出发, 在较大的入纤功率的前提下, 综合考虑了高阶色散、五次非线性和损耗因素, 得到其具体传输方程, 并据此从理论上分析了高阶色散和非线性对光孤子传输性能的影响。本文采用分步傅里叶方法, 以MATLAB为实现工具, 实现高阶色散和非线性对光孤子传输影响的模拟计算, 并深入分析了高阶色散和非线性导致的孤子脉冲频移现象。计算结果表明: 在入射功率较大的时候, 高阶色散效应不可忽略。当五次非线性γ2>0时,孤子脉冲主峰发生微小频移; 而当五次非线性γ2<0时, 孤子脉冲主峰基座产生微小频移; 当高阶色散β3>0时频率出现红移, 而当β3<0时, 频率出现蓝移。     

Time Jitters Caused by Third-Order Dispersion in Soliton Transmission System

Stability of soliton propagation with third-order dispersion is analyzed by using self-companying operator method. The results show : third-order dispersion leads to time jitters in arrival, and disrupts the stability of soliton transmission. Enhancing the strength of filter can effectively suppress the influence.     

单模光纤中的二阶偏振模色散及其统计特性

用琼斯矩阵本征分析法和邦加球法,分别测量了22 km和75 km G.652单模光纤中的二阶偏振模色散,并对其平行分量、垂直分量、PCD（Polarization dependent chromatic dispersion）、消偏振项、各个分量的统计特性及其影响进行了详细的分析,得到了二阶偏振模色散随波长的分布情况及统计特性. 从统计结果可以得到,与PCD项相比,消偏振项在二阶偏振模色散中起主要作用. 该研究对二阶偏振模色散的补偿有一定的指导意义.     

三阶色散影响下二阶孤子间互作用及抑制

在色散位移光纤中，研究了三阶色散影响下同相和反相二阶孤子之间的互作用，分析了同相和反相二阶孤子对衰变后时域波形和频域频移的变化，发现三阶色散使二阶孤子分裂出一大一小两个不同振幅的基阶孤子，并彼此分离，但孤子对中心频率频移量却减小。通过采用非线性增益控制的方法可以有效抑制二阶孤子间的互作用，使孤子保型传输而不发生衰变。同时通过周期性改变三阶色散系数，可以减小三阶色散的不利影响，抑制孤子中心频率的频移，使孤子对不偏离原来时间槽，稳定孤子传输。     

The Influence of Dispersion Stochastic Variation on Bright Soliton Transmision System

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基于不同色散光纤的光纤链的孤子传输研究

对不同色散光纤组成的光纤链在放大距离内的孤子传输进行了数值和实验研究，结果表明：不同的光纤组合有着不同的结果，因此在孤子传输时存在着合理地组合不同色散光纤的问题，而且即使同一根由不同色散组成的光纤链，当入纤方向了出纤方向交换时，实现孤子传输所需要的能量及孤子传输的稳定性也是不一样的。     

单模光纤偏振模色散统计特性的分析

用琼斯矩阵本征分析法对偏振模色散各参量的统计特性进行了分析 ,得到了一阶和二阶偏振模色散的统计规律 ,并给出了二阶偏振模色散各参量与一阶偏振模色散各参量之间的比例关系 ,对二阶偏振模色散的获取、补偿和系统设计均有指导意义。     

Analysis of Effect of Chromatic Dispersion for Wavelength Tunable Ultrashort Soliton Pulse Generation

The performance characteristics of generated soliton and anti-Stokes pulses for the wavelength tunable ultrashort soliton pulse generation system are discussed for different fiber dispersion parameters of β₂ and β₃ at the pump wavelength. Numerical analysis showed that the broadband wavelength tunability is improved as both the absolute value of negative β₂ and the value of β₃ are decreased. When β₃ is the usual value, the best performance of broadband continuous wavelength tunability which broadens symmetrically to the pump wavelength is obtained for β₃ of around 蜢2 psβ²/km. The reason for this is that the behaviors of both the generated soliton and anti-Stokes pulses are due to the β₂. Through simulations for different fiber dispersion parameters of β₂ or β₃ we obtained interesting results. When β₃ is negative and the zero dispersion wavelength is set at the longer wavelength side than the pump wavelength, such as around 2 μm, it is possible to convert the generated soliton into new components at the longer wavelength side over 2 μm.     

The Choice of Dispersion Managed Schemes in Standard Single-Mode Fiber

In this paper, the three allocated schemes of dispersion-managed soliton are proposed on standard single-mode fiber. Adopting variational method and on the proposed schemes, the timing jitter introduced from the perturbations of amplifier spontaneous-emission (ASE) and cross-phase modulation in wavelength-division multiplexing is studied. Compared with performances of different system schemes, the principles of optimal allocated dispersion management are obtained, which can be used to optimal allocated dispersion managed soliton system.     

有限高斯背景下空间暗光孤子自诱导波导的模式分析

从有限高斯背景下空间暗光孤子诱导折射率分布出发，用等效衰减矢量法得到它所自诱导的波导的色散特性，并与理想情况的无限背景下空间暗光孤子诱导的色散方程进行了比较。结果表明，当高斯背景越来越宽时，它与无限背景下的结果越来越接近，为在全光器件中实际应用提出了理论依据。     

双环、三纤互耦全光纤熔锥滤波器用正常色散的双折射光纤所作的暗孤子开关的开关条件

通过将熔锥结构中强、弱耦合段的总幅度耦合系数与滤波网络方程中的幅度耦合系数等效的方法,定量分析了双环、三纤互耦滤波器的频谱特性。实验滤波器通带特性的测试结果与理论分析基本吻合。所测滤波器的中心波长、抑制度、半功率带宽及插入损耗分别为1.27 μm,>13 dB、72 μm及3.9 dB。在正常色散的双折射光纤中传输的暗孤子对之间由于耦合周期性交换能量,一个暗孤子可把能量完全转给另一暗孤子,因此双折射光纤可作光开关。本文讨论了椭圆角为35°的双折射光纤的开关条件,发现脉冲只有以特定的极化角入射才有开关现象产生,而且建立了光纤长度与孤子对相差、初始能量差的解释关系。     

光纤通信系统中偏振模色散自适应补偿实验研究

成功地研制了光纤通信系统偏振模色散的自适应补偿实验系统.实验中采用特定频率分量功率取样作为反馈信号,采用一种名为PSO(Particle Swarm Optimization)的优化方法作为反馈控制算法.偏振模色散的补偿量达30 ps,自动跟踪补偿时间为1～2 s,实现了准实时自动跟踪补偿.