利用相位共轭与色散配置实现具有大占空比和大放大器间隔的长距离光孤子传输

在用光纤放大器补偿损耗的光纤传输线中，用负色散光纤与正色散光纤或色散补偿器件交叉配置，并使传输线中光纤的有效色散适当大于（与平均孤子对应的）理论值，同时在传输线中周期地使用相位共轭器，可以在把放大器间隔提高到与常规光纤通信相同的条件下有效地削弱孤子之间的互作用。本文对实现速率为２５Ｇｂｉｔ／ｓ、占空比为１／２、光放大器间隔为１００ｋｍ、传输距离大于６０００ｋｍ的光孤子传输作出了数值论证     

利用相位共轭与色散配置实现具有大占空比和大放大器间隔的长距离光孤…

在用光纤放大器补偿损耗的光纤传输线中，用负色散光纤与正色散光纤或色散补偿器件交叉配置，并使传输线中光纤的有效色散适当大于理论值，同时在传输线中周地使用相位共轭器，可以在把放大器间隔提高到与常规光纤通信相同的条件下有效地削弱孤子之间的互作用。本文对实现速率为２５Ｇｂｉｔ／ｓ，占空比为１／２，光放大器间隔为１００ｋｍ、传输距离大于６０００ｋｍ的光孤子传输作出了数值论证。     

色散渐变光纤中的亚皮秒孤子传输

当皮秒孤子在群色散指数衰减的色散渐变光纤中传输时,孤子的群色散和自相位调制保持局域平衡,宽度可以保持不变,但对亚皮秒孤子,由于受拉曼自频移效应和三阶色散效应的共同影响,要想继续保持群色散与自相位调制的局域平衡,光纤的群色散分布应加以修正,对传输亚皮秒孤子的色散渐变光纤的群色散分布加以修正,讨论并对亚皮秒孤子的传输情况进行了数值模拟,模拟结果与理论一致。     

剩余三阶色散对相位共轭偏振孤子的影响及其补偿

光学相位共轭中剩余三阶色散不利于共轭孤子的稳定传输,导致孤子脉冲具有更大的时间抖动.本文提出在传输线末采用具有正三阶色散的色散位移光纤补偿光学相位共轭中的剩余正三阶色散.数值结果证明了其可行性.同时也分析其补偿的物理机制.     

孤子色散管理传输及其在常规光纤通信中的可行性研究

从描述光纤中孤子脉冲传输的非线性薛定谔（NLS）方程出发，利用对称分步傅里叶方法对方程进行数值求解．研究了色散管理孤子（DMS）在常规光纤中的传输演化特性，分析了色散管理孤子在常规光纤通信系统中的可行性．结果表明，孤子在通过密集周期性搭配具有相反色散系数的光纤中传输，可以降低孤子间的相互作用，使得孤子的传输演化特性得到改善．利用色散管理来对常规光纤中光孤子脉冲之间的相互作用加以抑制，从而提高信息传输的比特率，但必须具有特殊的光纤制造工艺．     

强色散管理孤子在密集周期光纤中的演化

利用变分方法,推导出了在强色散管理的密集周期光纤中脉冲稳态传输的解析条件,并给出了初始脉冲峰值功率的表达式.运用这些公式,对各种色散管理系统中孤子的演化进行了半解析的考察.三阶色散也被考虑在内.结果表明:不完善的色散斜率补偿将导致脉冲中心位置的偏移甚至严重的孤子形状劣化.     

双折射光纤中色散管理孤子研究

研究色散管理孤子在双折射光纤中的传输特性.应用变分法分析并给出了双折射光纤中色散管理孤子参量演化的常微分方程.数值分析双折射对孤子参量的影响,分析发现在双折射光纤中色散管理孤子的宽度和啁啾不再是严格周期性变化.在色散管理的同时进行周期性偏振补偿可以消除走离效应,可以产生管理孤子.     

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。     

耦合光纤中光孤子之间的相互作用

本文利用变分原理对耦合光纤中传输的光学弧子进行了研究,发现光学孤子之间的相互作用与高阶色散和它们的初始速度有关,高阶色散可以压制光学弧子之间的相互作用。     

光孤子在色散缓变光纤中传输时的等价增益

从准非线性Ｓｃｈｒ?ｄｉｎｇｅｒ（ＮＬＳ）方程出发，导出了色散缓变光纤中光孤子脉冲传输所满足的与常规光纤中含增益效应等价的ＮＬＳ方程，给出了该方程的微扰解析解和光孤子脉冲宽度演化表达式。对于阶跃型单模光纤，得到了光纤几何参数与增益系数之间的一般函数关系。最后采用数值模拟方法模拟了不同色散缓变光纤中光孤子脉冲传输特性，指出色散缓变光纤不仅能补偿光纤损耗对孤子脉冲的展宽效应，而且能压缩光孤子脉冲，因而预计它可能有较广泛的应用前景。 关键词：     

级联单模光纤中初始啁啾对高阶孤子脉冲压缩的影响

采用两段级联单模光纤对高阶孤子脉冲进行压缩。两段光纤具有不同的反常色散值,当高阶孤子脉冲在第一段光纤中获得最大程度压缩时,通过转换色散值不同的光纤,使压缩脉冲继续以高阶孤子的形式在第二段光纤中再次被压缩。每段光纤的长度都进行了优化,使得脉冲在每段光纤中都获得最大程度的压缩。基于非线性薛定谔方程,数值研究了初始啁啾对高阶孤子脉冲压缩的影响。研究结果表明,初始啁啾对高阶孤子脉冲的压缩有重要影响。与无初始啁啾时的情形相比,正的初始啁啾能增强每段光纤中脉冲的压缩效果,降低压缩脉冲的基座能量,而负初始啁啾的影响则相反。随着初始啁啾参量Cp的增大,脉冲在每段光纤中的压缩因子均增加,而基座能量、最优光纤长度均减小。     

飞秒啁啾孤子在线性色散平坦光纤中的相互作用

采用分步傅里叶方法数值研究了在线性色散平坦光纤反常色散区等幅同相孤子脉冲相互作用受高阶色散、拉曼效应、光纤损耗和啁啾参量C等的影响规律。多孤子脉冲在线性和凸形色散平坦光纤中传输100个孤子周期后仍具有孤子特性。在线性色散平坦光纤,多孤子脉冲相互作用受三阶色散影响较严重,三阶色散使各脉冲产生较大的色散波和线性时延;更高阶色散的影响可以忽略;拉曼效应使脉冲产生较大的非线性时延;啁啾加强了脉冲间相互作用;光纤损耗减弱了脉冲间相互作用。     

在远离光子晶体光纤零色散波长的正常色散区入射飞秒脉冲产生四波混频及孤子效应的实验研究

在远离光子晶体光纤零色散波长的正常色散区入射飞秒脉冲,实验产生了一对由四波混频引起的信号波带和闲频波带,及一对由脉冲内拉曼散射和非孤子辐射引起的孤子和色散波带,并观察到功率饱和现象.利用有限元法理论模拟了光纤的色散和非线性特性,用四波混频的相位匹配条件模拟了光纤在满足相位匹配条件下所产生的信号波带和闲频波带出现的可能位置,并与实验结果符合得很好.结果表明:即使在光子晶体光纤的正常色散区抽运激光脉冲亦可以产生四波混频和孤子效应;研究发现四波混频的产生是由四阶色散参量引起的;并进一步从理论上解释了孤子及色散波的产生原因.     

Generation of bound solitons in actively phase modulation mode-locked fiber ring resonators

Bound solitons generated in actively mode-locked lasers enable new forms of pulse pairs and multiple pairs or groups of solitons in optical transmission or logics. In this paper, we present the generation of stable bound states of multiple solitons in an active mode-locked fiber laser using continuous phase modulation for wideband phase matching. Not only that dual-soliton bound states but also the triple- and quadruple-soliton pulses can be established. Simulation of the generated solitons are demonstrated. We have also prove by simulation that experimental relative phase difference and chirping caused by phase modulation of LiNbO₃ modulator in the fiber loop significantly influences the interaction between the solitons and hence their stability as they circulate in the anomalous path-averaged dispersion fiber loop.     

线性啁啾光纤Bragg光栅的实验研究

本文给出了142mm长相位掩模板和扩束技术研制的色散补偿线性啁啾Bragg光纤光栅(CFBG)的反射谱特性及传输实验结果,本实验研制的线性啁啾Bragg光纤光栅样品带宽为0.56～0.92mm.可实现对普通光纤色散补偿100km以上,色散代价小于1.5dB.     

Optical Solitons in Fibers for Communication Systems

A brief history of attempts to use solitons for optical fiber communications and of the technical developments toward making soliton transmission practical is reviewed. The main problems affecting long-distance soliton transmission, as well as techniques to solve them, are described. Recent developments concerning the use of dispersion management and some of the remarkable properties of dispersion managed solitons are also discussed.     

普通单模光纤传输系统的光纤光栅色散补偿研究

通过系统分析光纤光栅的耦合模理论 ,探索、优化光纤光栅的制作过程 ,研制了满足ITU T建议波长的优质光纤光栅。用双透镜和扫描移动平台结合相位掩膜板研制的光纤光栅分别成功实现了 4× 10Gb/s 4 0 0km和4× 10Gb/s 80 0km普通单模光纤传输系统的色散补偿 ,功率代价均小于 2dB ,且最佳功率代价为负值。同时对4× 10Gb/s 80 0km普通单模光纤传输系统的偏振模色散实施长时间的监测 ,系统偏振模色散小于 10 ps,提出了发展 10Gb/s的光通信系统更符合目前我国国情的见解。     

非均匀光纤中暗孤子传输特性研究

由于变系数非线性Schrödinger方程的增益、色散和非线性项都是变化的, 根据方程这一特点可以研究光脉冲在非均匀光纤中的传输特性. 本文利用Hirota方法, 得到非线性Schrödinger方程的解析暗孤子解. 然后根据暗孤子解对暗孤子的传输特性进行讨论, 并且分析各个物理参量对暗孤子传输的影响. 经研究发现, 通过调节光纤的损耗、色散和非线性效应都能有效的控制暗孤子的传输, 从而提高非均匀光纤中的光脉冲传输质量. 此外, 本文还得到了所求解方程的解析双暗孤子解, 最后对两个暗孤子相互作用进行了探讨. 本文得到的结论有利于研究非均匀光纤中的孤子控制技术.     

The Micro-Theory of Ultra-Short Pulse Propagating in Nonlinear Fiber

The modified quantum nonlinear Schrodinger equation of ultra-short pulse propagating in fiber is derived using dispersion relation and the Hamiltonian of the transmission system. The derived equation is solved with linearization approximation, and modulation instability is analyzed. The equation is also solved with Hartree approximation. The results indicate that pulse power, loss and self-steeping effect change the critical frequency, the maximum gain and the gain spectrum range, but the third order dispersion has no effect on modulation instability. The expectation value of optical field is average of a set of modified classical solitons, and higher order terms change the amplitude, pulse position and phase of soliton.