抑制光纤通信系统偏振模色散的措施

偏振模色散(PMD)已成为长距离、高速率光纤通信系统的主要障碍。从光纤的制造工艺、光器件的选择、信号传输三个方面全面分析讨论了偏振模色散的抑制方法,并对这些方法的可行性进行了分析。     

Dispersion Characteristics of Plasma Mode in Corrugated Plasma Waveguide

The dispersion equation of electromagnetic wave is derived for corrugated waveguide filled with plasma immersed in magnetic field under assumption of small corrugation, the dispersion characteristics of low frequency plasma mode are calculated and analyzed, the dense spectrum of plasma mode is demonstrated.     

超高偏振模色散光纤中光脉冲传输行为的研究

利用耦合非线性薛定谔方程分析了光脉冲在超高偏振模色散光纤中传输时，偏振模色散引起脉冲分裂。并用基模的两正交偏振分量耦合走离解释了脉冲分裂的成因。利用偏振模色散为237．95ps／km^1/2的光纤进行了实验验证。     

Linear Dispersion Relation of Asymmetric Modes in the Axisymmetric Slow-Wave Structure

The linear dispersion relation of asymmetric electromagnetic modes in the corrugated-wall waveguide is derived and calculated numerically. The numerical analyses indicate that the effects of lower asymmetric modes on the main interaction mode TM_m must be considered and mode selection also must be solved in order to realize the single asymmetric mode operation of the oversized structures.     

不同调制格式的偏振模色散补偿性能分析

研究了不同调制格式的产生及其偏振模色散补偿性能。首先从实验上得到了不同调制格式的频谱和眼图,并将其输入偏振模色散补偿系统,实现了缓解与补偿的动态结合。其次,从数值上比较和分析了不同调制格式应用于以偏振度做反馈信号的偏振模色散补偿系统后的补偿性能,结果表明,差分相移键控对偏振度的响应度和偏振模色散补偿效果要比传统开关键控好,因此差分相移键控非常适合于以偏振度做反馈信号的偏振模色散补偿系统;而载波抑制码差分相移键控结合了载波抑制码载波抑制特性和差分相移键控的特殊频谱特性,具有最好的偏振模色散补偿效果。     

单模光纤折射率分布对偏振模色散的影响

利用将任意非圆柱等效为椭圆的方法分析和计算了单模光纤中包层和芯层折射率分布不同心导致的偏振模色散，得到了两个偏振模式的传输常数差△β和偏振模色散△τ与偏心比、入射光的波长、芯层半径、相对折射率差的关系曲线，为实践中昼减小单模光纤的偏振模色散提供理论上的指导。与椭圆度引起的偏振模色散相比，不同心引起的偏振模色散具有相同的数量级。     

偏振模色散动态补偿中色度色散影响的研究

分析了色度色散(CD)对偏振模色散(PMD)动态补偿中偏振度(DOP)反馈的影响,模拟和实验验证了2．5Gb／s和10Gb／s非归零调制系统中光信号偏振度特性和系统误码率特性。表明有色度色散作用时信号偏振度值比仅受偏振模色散作用时要大．但误码率随色度色散量增加先轻度好转后就逐渐变差．偏振度值将不能如实反映偏振模色散对系统性能的影响。且信号两正交偏振分量间能量差别越小或差分群延迟越大,上述两种情况下信号偏振度值偏离就越远。这种偏离还随系统速率和色度色散量的增加而加剧。进一步探讨了实际偏振模色散补偿中减轻色度色散影响的措施,表明当系统中同时存在偏振模色散和色度色散影响时,必须在基于偏振度反馈的偏振模色散补偿前完成色度色散补偿。     

利用梳状色散光纤实现光脉冲压缩的特性研究

提出了一种采用梳状色散光纤（CDPF）实现光脉冲压缩的设计方法,并给出了相应的适于模拟核状色散光纤压缩器的数值模型,主要研究了不同入射峰值功率下,梳状色散光纤输出脉冲宽度及时域波形与脉冲峰值处非线性相移△φNL之间的变化关系。结果表明,在设计适用于超高速光时分复用系统的梳状色散光纤压缩器时,应当综合考虑脉冲峰值功率和非线性相移对压缩后脉冲的影响。     

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。     

在光纤零群速色散区传输的光孤子波

通过对超短光脉冲在单模光纤中传输方程的分析研究,给出了在零群速色散传输方程的亮,反波解。结果表明,超短光脉中在光纤的零群群速色散仍能以亮,暗孤波的形式传输,且不存在孤子自频移现象。     

偏振模色散补偿中的偏振主态与分束器主轴的对准

光纤通信系统的比特率超过10Gb/s或更高时,偏振模色散引起的脉冲信号展宽成为主要障碍.分离光纤线路中的两个偏振模式对于提高偏振模色散补偿的精度和速度有重要意义.讨论了光纤线路中两偏振主态与补偿器中偏振分束器主轴的对准问题,给出了偏振分束器任何一个主轴上光强的表示并推导出相应的电功率信号表示式,建立了电功率与光信号两个模式之间的延迟时间以及偏振主态与分束器主轴相对角度的变化关系.初步实验表明,可以通过偏振控制器或可转动的光纤连接器实现偏振主态与偏振分束器的对准.     

10 Gb/s光纤通信系统一阶偏振模色散动态补偿系统反馈控制的实现

在偏振模色散(PMD)自动补偿技术中,如何根据反馈信号得到相应的控制信号,使补偿速度跟随偏振模色散变化始终是该技术的一个核心问题。提出了一种新颖的自适应抖动跟踪算法,完成了以微波信号为反馈的多自由度的一阶偏振模色散自动反馈补偿系统的跟踪补偿实验。算法成功地解决了传统算法在跟踪搜索过程中易陷入局部极值的问题,有效地克服了系统中的重要控制器件偏振控制器的磁滞现象以及动态补偿时跟踪搜索过程中易出现的瞬间恶化现象。实验结果表明该算法在对出现突发偏振模色散扰动后自动进行补偿的响应速度在ms量级,最快能达到1~2 ms。     

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。     

单模光纤中基于暗孤子交叉相位调制的亮脉冲压缩

对单模光纤正群速色散区中基于暗孤子交叉相位调制的亮脉冲压缩进行了定量计算和详细分析，结果表明，亮脉冲的压缩程度与昱孤子相对于亮脉冲的初始峰值功率有关，初始相对峰值功率愈高，亮脉冲的压缩比和压后的峰值功率愈高，同时所需的光纤长度愈短，对于给定的初始条件，光纤长度存在一最佳值，在最佳长度处，压缩后的亮脉冲峰值功率最高，宽度最窄。     

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.     

模式选择阀开度对变循环压缩系统匹配的影响

对双外涵变循环压缩系统进行了建模和全三维数值模拟,分析了模式转换过程中第二外涵道倒流对系统气动性能及部件匹配规律的影响。随着倒流流量的增大,变循环压缩系统的第一外涵道比和总涵道比提高,风扇总压比升高,CDFS与高压压气机的总压比降低。倒流主要影响风扇后面级的气动性能。倒流导致CDFS进口流场发生畸变,CDFS下游第一分流环局部流场严重恶化,应及时调节系统控制参数防止压缩系统失效。     

提高RZ码偏振度椭球对偏振模色散响应范围的方法

提出了使用适当带宽的光带通滤波器和选择合适的脉冲宽度两种方法来增加RZ码光纤通信系统中偏振度椭球对偏振模色散的响应范围,模拟计算得到了40 Gb/s的 RZ码在不同脉冲宽度以及同一脉冲宽度下不同的滤波器带宽两种情况下偏振度椭球的短轴随偏振模色散的变化情况. 结果表明, 采用这二种方法可以明显地提高偏振度椭球的短轴对偏振模色散的响应范围. 另外, 数值模拟结果还表明对于40 Gb/s的系统滤波器带宽应大于50 Hz, 光源脉宽应在4 ps~10 ps较为合适. 通过实验证明了这二种方案是可行的.     

不同调制方式下偏振度与偏振模色散的关系

给出了偏振度与偏振模色散关系的理论模型,分析了非归零和归零两种调制方式下的偏振度与偏振模色散关系特性,结果表明偏振度町以作为实时检测偏振模色散的信号;且偏振度对偏振模色散的有效检测范围不大于调制光信号的占空比α,同时检测灵敏度与有效检测范围成反比;在非归零调制时偏振度对偏振模色散的有效检测范围最宽,为调制光信号的一个调制周期,是常规归零调制(占空比为0．5)时的2倍,但灵敏度只有常规归零调制时的一半。进一步探讨了在实际应用中改善偏振度对偏振模色散的有效检测范围和灵敏度的方法。实验验证了非归零调制时偏振度与偏振模色散关系特性。     

PMD Characterization of a Dispersion Managed Link up to the Second-order with High Accuracy

We report an algorithm on the characterization up to second-order polarization mode dispersion (PMD). Our algorithm is able to characterize very short link with low PMD coefficient (less than 0.04 ps/ ). The link includes dispersion compensating fiber modules and loss compensating optical amplifiers. The estimation for first- and second-order PMD is successfully performed for dispersion-managed links of 85 and 265 km using the Jones matrix eigen-analysis (JME). The algorithm was developed to detect the evolution of the principal state of polarization (PSP) and subsequent calculation of second-order PMD components such as polarization-dependence, chromatic dispersion (PDCD) and depolarization.     

基于波导模式变换的圆波导TE62模式激励器的研究

基于不规则波导模式匹配法以及缓变波导中电磁波模式耦合理论,研究了一种W波段圆波导TE₆₂模式激励器. 该波导模式激励器采用矩形波导TE₁₀模式通过侧壁耦合馈入同轴波导,利用同轴波导的选模特性激励TE₆₁模式;随后利用轴向半径周期微扰的圆波导实现TE₆₁–TE₆₂模式变换. 文中推导了矩形-同轴波导模式匹配理论,系统研究了波导结构缓变参数对模式变换效率的影响,完成了模式变换器的优化仿真设计,数值计算结果表明：中心频率处TE₆₂模式的转换效率为94.5%,纯度为98.16%,效率85%以上带宽达到1 GHz,能够满足回旋管冷测的要求. 关键词： 同轴波导 模式变换 耦合模理论 半径微扰