超連續(xù)譜在光纖中產(chǎn)生的研究.pdf

1、隨著互聯(lián)網(wǎng)容量的快速增長,光纖通信也在向著大容量、高速率、長距離的方向不斷發(fā)展。這對通信系統(tǒng)的信道數(shù)量以及輸入頻譜的寬度有著更高的要求。超連續(xù)譜在中心波長附近頻譜平坦且覆蓋范圍大,用于多波長輸出是非常有意義的。而光纖由于自身的一些優(yōu)點,故可以被用于產(chǎn)生超連續(xù)譜。本論文將圍繞下面幾個方面來對光纖中的超連續(xù)譜進行研究。
　　首先介紹了光脈沖在光纖中展寬的原理,在此基礎(chǔ)上,重點闡述了對光纖中的超連續(xù)譜展寬的非線性效應(yīng):自相位調(diào)制(SPM

2、),交叉相位調(diào)制(XPM),四波混頻(FWM)以及受激拉曼散射(SRS);之后又介紹了光纖中的色散:模式色散,材料色散與波導(dǎo)色散。并指出影響脈沖在光纖中展寬的主要因素是SPM與因為色散導(dǎo)致的FWM。
　　其次介紹了光波在光纖中所滿足的基本方程。從麥克斯韋方程組出發(fā),進一步闡述了光波在光纖中的傳輸過程并最終推導(dǎo)出描述光波傳輸特性的廣義薛定諤方程。通過使用分步傅里葉方法可以對該方程進行數(shù)值求解。在Matlab平臺上通過用分步傅里葉方法

3、對光脈沖在光纖中的傳播進行了仿真,仿真結(jié)果與前面介紹的各種效應(yīng)產(chǎn)生的影響相吻合,對光纖可以將輸入脈沖的頻譜展寬這一重要特性進行了驗證。
　　最后介紹了基于光纖產(chǎn)生超連續(xù)譜系統(tǒng)的構(gòu)成并重點介紹了各種用于產(chǎn)生超連續(xù)譜的特種光纖;并通過Matlab仿真了光脈沖在高非線性光纖、色散平坦?jié)u減光纖以及光子晶體光纖中所產(chǎn)生的超連續(xù)譜,并對這些結(jié)果進行了定性的分析;隨后,繼續(xù)通過仿真系統(tǒng)的分析了輸入脈沖的峰值功率、半高寬以及光纖長度對超連續(xù)譜帶寬