光纖中非線性管理與非線性光纖耦合器研究.pdf

1、隨著通信業(yè)務(wù)需求的增加，光纖通信系統(tǒng)朝著傳輸速度快、容量大、距離長(zhǎng)等方向發(fā)展。但光纖中存在較大非線性效應(yīng)，該效應(yīng)嚴(yán)重限制了信息傳輸速率和傳輸容量?；谏⒐芾砑夹g(shù)思想，人們開始專注非線性管理技術(shù)，即如何合理有效利用光的非線性特性來(lái)改善光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率和容量等，另一方面如何利用非線性管理技術(shù)來(lái)抑制光纖通信系統(tǒng)因非線性效應(yīng)引起的系統(tǒng)性能惡化。
　　本文主要研究了非線性管理技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，以光脈沖在光纖中的傳輸為研究對(duì)

2、象，重點(diǎn)研究了如何利用非線性管理技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)光脈沖在光纖中傳輸?shù)目刂?，深入研究了非線性光纖耦合器的開關(guān)特性和耦合特性。本文主要?jiǎng)?chuàng)新性工作和成果如下：
　?。?）采用變分法研究光脈沖在光纖中的傳輸情況，推導(dǎo)出脈沖傳輸過(guò)程中脈沖寬度保持不變情況下非線性系數(shù)、初始脈沖寬度和色散系數(shù)之間的關(guān)系；成功運(yùn)用非線性管理技術(shù)控制光脈沖的傳輸特性。研究了五階非線性管理情況下光脈沖的傳輸特性，結(jié)果表明采用五階非線性管理情況時(shí)，脈沖寬度的波動(dòng)幅度大大減小

3、，并能實(shí)現(xiàn)脈沖寬度接近于保持不變。
　?。?）采用矩量法推導(dǎo)出超短脈沖在光纖傳輸中脈沖幅度、寬度、頻率、相位及中心位置隨傳輸距離的演化方程，分析了拉曼效應(yīng)、自陡峭效應(yīng)對(duì)脈沖寬度、頻率的影響。采用非線性管理技術(shù)來(lái)控制超短脈沖的傳輸，結(jié)果表明非線性管理技術(shù)可很好抑制拉曼效應(yīng)和自陡峭等非線性效應(yīng)。
　　（3）運(yùn)用矩量法推導(dǎo)出兩個(gè)脈沖在作用過(guò)程中脈沖間距、寬度、頻率隨傳輸距離的演化方程，并進(jìn)一步研究脈沖間距、非線性系數(shù)對(duì)兩個(gè)脈沖間的

4、相互作用的影響。
　?。?）采用色散管理和非線性管理同時(shí)控制光脈沖在光纖中的傳輸和光脈沖的相互作用。結(jié)果表明在兩種管理同時(shí)作用下，隨著光纖中傳輸距離的增加，系統(tǒng)傳輸性能幾乎不下降，脈沖寬度幾乎不發(fā)生變化；光脈沖間的作用大大減小，即使脈沖間距較小和傳輸距離增加，光脈沖間也基本不發(fā)生相互作用。
　?。?）采用變分法和分步傅里葉變換法研究如何運(yùn)用纖芯的非線性系數(shù)、增益以及輸入脈沖的相位差來(lái)控制非線性光纖耦合器的開關(guān)特性和耦合特性。