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。     

光通信 光传输、通信理论

TN911 2006032509偏振模色散对飞秒孤子脉冲传输的影响=Influence of po-larization mode dispersion on femtosecond optical solitontransmission[刊,中]/李志全(燕山大学电气工程学院.河北,秦皇岛(066004)) ,阎利娟…∥光电子技术与信息.—2006 ,19(2) .—40-43以Maxwell电磁场理论为基础,在综合考虑了高阶色散、高阶非线性、自相位调制、交叉相位调制、自变陡、脉冲内喇曼散射以及偏振模色散(PMD)等因素的基础上,推导了飞秒孤子脉冲在双折射光纤中传输的耦合非线性薛定谔方程(NLSE)。利用分步傅立叶方法对该方程进行了数值计算,通…     

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。     

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。     

高非线性光子晶体光纤中飞秒脉冲的传输特性和超连续谱产生机制的实验研究及模拟分析

用实验和数值模拟两种方法研究了高非线性光子晶体光纤中飞秒激光脉冲的传输特性和超连续谱的产生机理，给出了抽运脉冲在三种不同中心波长情况下输出光谱展宽并形成超连续谱的实际测量及理论模拟结果.研究表明：在零色散波长抽运时，光谱展宽以自相位调制为主，同时三阶色散的影响明显，传输脉冲在时域内出现振荡次峰.而在反常色散区抽运时，光谱展宽的初期以自相位调制为主，随后根据抽运功率的不同孤子自频移、高阶光孤子的裂变和四波混频效应会逐渐增强，进而成为光谱展宽的主要原因.与此相应，在时域中能明显看到孤子的形成和红移，飞秒传输脉 关键词： 光子晶体光纤 高非线性光子晶体光纤 飞秒脉冲激光 超连续谱     

非线性色散渐减光纤中高峰值脉冲的激发和传输

本文基于变系数的非线性薛定谔方程,数值地讨论高峰值脉冲在色散渐减光纤中的激发和传输。首先,基于变系数非线性薛定谔方程的Peregrine孤子解,解析和数值地讨论精确的Peregrine孤子在色散渐减光纤中的传输特性。其次,通过输入不同的平面波背景上的局域脉冲,研究高峰值脉冲在非线性色散渐减光纤中的激发和传输。结果显示Peregrine孤子在色散渐减光纤中传输时,会产生一个空间和时间都局域化的高峰值单脉冲,并且当啁啾为负时,脉冲的幅值增加,脉宽被压缩。若光纤系统存在增益,脉冲的幅值也会增加。由于非线性光纤中的调制不稳定性过程,不同平面波背景上的小局部扰动都可激发出高峰值脉冲,除了峰值和宽度略有不同外,激发脉冲的形状几乎相同。     

光纤传输系统数值模拟中光纤节长度和步长的选取

随着光纤传输系统中传输速率逐渐提高,必须要考虑光纤传输系统中的偏振模色散。光纤传输模型用非线性薛定谔方程描述,利用分步傅立叶方法可计算光脉冲在光纤中的传输。分析了考虑偏振模色散时,不同光纤节长度和步长的选取对仿真结果的影响。     

飞秒孤子在色散渐增光纤中谱压缩的数值分析

通过数值求解修正了的广义非线性薛定谔方程,研究了孤子在色散渐增光纤中的谱压缩进程.详细分析了入射脉冲峰值功率对输出脉冲的谱宽和中心波长的影响,并描述了脉冲的脉宽、谱宽及啁啾在光纤中的演化过程.计算结果表明,脉宽200 fs、中心波长1 550 nm的基孤子在群速度色散从－1 ps2/km 至－11 ps2/km线性变化的长100 m的色散渐增光纤中传输时,脉冲谱宽由12.6 nm压缩至5.2 nm,即可获得最大压缩比为2.42.     

飞秒孤子在色散渐增光纤中谱压缩的数值分析

通过数值求解修正了的广义非线性薛定谔方程,研究了孤子在色散渐增光纤中的谱压缩进程.详细分析了入射脉冲峰值功率对输出脉冲的谱宽和中心波长的影响,并描述了脉冲的脉宽、谱宽及啁啾在光纤中的演化过程.计算结果表明,脉宽200fs、中心波长1550nm的基孤子在群速度色散从-1ps2/km至-11ps2/km线性变化的长100m的色散渐增光纤中传输时,脉冲谱宽由12.6nm压缩至5.2nm,即可获得最大压缩比为2.42.     

高速光通信系统中光纤光栅色散补偿研究

通过对光栅制作过程的优化设计，解决了光纤光栅温度稳定性、纹波系数、带宽、偏振模色 散补偿等关键技术，所制作光纤光栅已经达到温度系数小于00005 nm/℃，带宽大于14 nm，纹波系数小于50 ps，色散量超过 -1000 ps/nm的先进水平. 采用琼斯矩阵本征值法较 精确地测量了光栅的偏振模色散，并对其进行了补偿，光纤光栅色散补偿器的偏振模色散由 补偿前的91406 ps改善为补偿后的01521 ps. 在此基础上，成功地建立了一个稳定可靠 、速率为40 Gb/s，传输链路为122 km G 关键词： 高速光通信系统 普通单模光纤 光纤光栅 色散补偿     

Soliton Propagation in Birefringent Fibers

In this article, the propagation of solitons in a single mode fiber with polarization mode dispersion (PMD) is analyzed. In optical fibers, the randomly varying birefringence degrades soliton transmission system in two aspects. First, the dispersive waves cause pulse broadening. Second, the dispersive waves interact with other soliton pulses. Here we studied the effects of PMD on a single pulse and the variation of pulse broadening, energy decay, and degree of polarization on a single soliton pulse propagating over a very long distance.     

实现20Gbit/s的OTDM孤子信号56km色散位移光纤的传输

在国内最先采用孤子的方式将8×2.5Gb/s的OTDM信号在色散位移光纤中传输了56.1km,对8×2.5Gb/s的OTDM进行解复用后进行了误码测量,系统功率代价为2.9dB.系统采用增益开关半导体激光器作光孤子源,高Q电滤波方式提取时钟,非线性光学环路镜解复用。孤子脉冲最大半宽度为20ps,传输光纤平均色散1.2ps/nm/km。     

直接检测光OFDM系统中的偏振相关损耗研究

对于高速光传输,直接检测的光正交频分复用系统（direct detection optical orthogonal frequency division multiplexing, DDO-OFDM）中的偏振相关损耗（polarization dependent loss, PDL）与偏振模色散相互作用,对系统传输带来较大影响。对DDO-OFDM系统中PDL与一阶PMD作用机理和数学模型进行了分析,并通过数字仿真加以验证。结果表明:在PDL与PMD联合作用下,对OFDM信号幅度及相位均产生影响,通过发送导频序列可有效实现信号均衡;由于输出偏振态随频率产生旋转,PMD效应一定程度上缓解PDL所致系统损伤,差分群时延为50 ps条件下,以10 Gb/s的速率在单模光纤传输480 km,DDO-OFDM系统Q值提高约0.8 dB。     

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.     

高速光纤通信系统中抑制偏振模色散的新机制

重点研究了偏振模色散、群速度色散、自相位调制三者之间在高速光纤通信系统中的相互作用，从时域角度分析脉冲的演变，从频域角度分析频谱的变化，提出一定条件下，啁啾、色散、自相位调制可以部分补偿偏振模色散的思想。通过对40Gbit／s系统进行偏振模色散、群速度色散和自相位调制共同作用的仿真，从统计意义上验证了它们之间的相互影响，并找到最佳传输方案，对系统设计提供了参考。     

Analysis of an optical logic gate using a symmetric coupler operating with pulse position modulation (PPM)

In this paper we propose the operation of an all-optical logical gate based in a symmetric nonlinear directional coupler (NLDC) operating with a pulse position modulation (PPM). The performance of a symmetric NLDC realizing two-input AND/OR logical functions, which can be applied in transmission and processing of signals in all-optical form in TDM systems, is examined. This integrated symmetric NLDC logical gate operates with two ultrashort soliton light pulses (2 ps), which are modulated in agreement with the technique of pulse position modulation (PPM). Initially, we evaluate the effect resulting of an increment in the PPM coding parameter offset (ε), for the temporal position of the output pulse, considering the anomalous group-velocity dispersion (GVD), nonlinear self phase modulation (SPM) and without loss propagation regime of input pulses, in the cores 1 and 2 of the NLDC. In this situation, we analyze the four possible situations for the two-input logical gate, modulating the 1 and 2 input pulses through temporal displacement and allowing a variation in the coding parameter offset. We can conclude that is possible to get AND/OR logical operations for the cores 1 or 2, without to insert PPM error, since a phase control (Δ?) exists applied in agreement with the logical level of the input pulse in the core 1. Finally we define the truth table, considering the adequate phase difference and coding parameter offset for the stable operation of the AND/OR logical gate based in the symmetric NLDC.     

Soliton Transmission Using Actively Mode－locked Fiber Ring Laser at 2．5GHz and 5GHz

ＳｏｌｉｔｏｎＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＵｓｉｎｇＡｃｔｉｖｅｌｙＭｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄＦｉｂｅｒＲｉｎｇＬａｓｅｒａｔ２．５ＧＨｚａｎｄ５ＧＨｚ￥ＺＨＯＮＧＳｈａｎ；ＬＯＵＣａｉｙｕｎ；ＬＩＵＪｕｎ；ＧＡＯＹｉｚｈｉ；ＺＨＯＵＢｉｎｇｋｕｎ（Ｄｅｐｔ...     

Ultra-short pulse generation for soliton transmission using electroabsorption modulators

A simple and stable technique of optical short pulse generation for soliton transmission based on external modulation is reviewe.By using nonlinearity of absorption characteristics of an electroabsorption modulator, ultra-short optical pulse trains having a shape close to sech² shape can be generated just with sinusoidal modulation, without ultra-short driving pulses and ultra-broad bandwidth of the modulator. The pulse width and the repetition rate can be varied by changing the electrical driving conditions. Quasi-transform-limited optical pulseswith time-bandwidth product of 0.32 were successfully generated by the sinusoidally driven InGaAsP electroabsorption modulator with up to 20 GHz repetition rate. An application of a λ/4-shifted DFB laser-electroabsorption modulator integrated light source to a single-chip soliton source is also described. The high quality of the modulator-generator pulses has been proven by long-distance soliton transmission over 6400 km at 2.5 Gb/s using a recirculating fiber loop.