光纖中基于SBS的慢光及其畸變的研究.pdf

1、近年來，光纖中基于受激布里淵散射(SBS)產生慢光的研究已經成為光纖通信領域和光纖非線性光學領域的研究熱點。這是因為實現(xiàn)SBS慢光的泵浦光功率閾值比較低，波長具有可控性，室溫下容易操作，以及與現(xiàn)代光通信系統(tǒng)兼容等優(yōu)點。本文采用有限差分法對三波耦合方程組進行數(shù)值模擬求解;利用畸變管理方法對具有不同增益帶寬的光纖SBS慢光系統(tǒng)的延遲時間和信號畸變進行了理論研究。論文的主要研究內容包括:
　　 1.窄帶SBS慢光的研究小信號增益下，推

2、導出了斯托克斯波的復波失，以及延遲時間和展寬因子的表達式。解析解表明:脈沖信號相對延遲越大，信號的失真也就越大。
　　 飽和增益下，利用有限差分法數(shù)值求解了三波耦合方程，得出了光信號脈沖寬度、光纖有效截面和布里淵共振帶寬對信號延遲和展寬的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在不同入射信號脈沖寬度下，延遲時間和展寬因子隨泵浦功率均是先增加后減小，對于較短脈沖信號，獲得的展寬比較大;較大的有效截面積和較小的增益帶寬使得信號光具有更大的飽和功率值，獲得的

3、延遲時間也較大。
　　 2.寬帶單增益SBS慢光的延遲時間和信號畸變的研究采用畸變衡量方法，推導出了寬帶單增益結構下的延遲時間、振幅偏差和相位偏差的表達式。通過對相對時間延遲、振幅畸變和相位畸變隨增益因子和入射脈沖頻率帶寬變化規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)，畸變限制下，可允許的最大帶寬比為0.2，獲得的最佳相對延遲時間為0.57。
　　 3.寬帶單增益單補償SBS慢光的延遲時間和信號畸變的研究補償結構下，計算出了獲得平坦增益譜的條件即兩

4、寬帶泵浦功率之比有關，引入了參量了K。研究了時間延遲，相對時間延遲，振幅畸變，相位畸變隨K，增益因子，入射信號的頻率帶寬等參量的變化情況。研究得出:畸變限制下，允許的最大帶寬比為0.67，最佳相對延遲時間為0.46;引入的補償結構能抵消較強增益譜的頂部而獲得平頂?shù)脑鲆孀V，有效的減小了信號脈沖的畸變，不足是獲得的相對延遲時間不高。
　　 4.寬帶雙增益SBS慢光的延遲時間和信號畸變的研究雙寬帶泵浦疊加引入了雙泵浦頻率間隔δ，經對復

5、波矢計算可知，δ對色散有一定影響，當δ=0.72γG時，二階色散為零，δ=0.60γG三階色散為零。討論研究了兩種情況下的延遲時間，相對延遲時間，振幅畸變和相位畸變隨增益因子，帶寬比的變化關系，得出:振幅畸變在整個色散畸變中起著主導作用，尤其是二階色散，如果能抵消二階色散，那么信號的失真也將得到很好的控制;在k2=0，畸變的限制下，可允許的最大帶寬比約為0.64，最佳相對延遲時間為1.05;在k3=0時，畸變限制下，允許的帶寬比達到0.