光孤子傳輸特性及色散管理的研究.pdf

1、光孤子是指經(jīng)過長距離傳輸而保持形狀、速度和幅度不變的光脈沖，光孤子行為已經(jīng)成為目前光通信技術(shù)研究中的熱點課題之一。其產(chǎn)生機(jī)理是光脈沖在傳播時，群速度色散引起的展寬效應(yīng)和非線性導(dǎo)致的壓窄效應(yīng)相制約，從而能在長距離傳輸過程中保持不變形。光孤子通信很容易實現(xiàn)波分復(fù)用和偏振復(fù)用，傳輸容量比當(dāng)今的通信系統(tǒng)要高出1到2個數(shù)量級，中繼距離可達(dá)幾百千米，具有良好的發(fā)展前景。實際的光孤子通信系統(tǒng)中，有多個因素對光孤子傳輸有影響：一方面由光纖介質(zhì)引起，包括

2、光纖損耗、群速色散、偏振模色散等；另一方面是非線性效應(yīng)，如自相位調(diào)制、自陡峭、孤子內(nèi)拉曼散射等。因此研究這些因素對光孤子在光纖中傳輸特性的影響，對設(shè)計新型并且實用化的通信系統(tǒng)具有重要意義。
　　 本文首先論述了光孤子與光孤子通信的基本理論知識，推導(dǎo)了光脈沖在光纖中的基本傳輸方程，深入研究了一種對光孤子的數(shù)值分析方法——分布傅里葉法；然后數(shù)值模擬了一、二、三、等階ps光孤子以及各階孤子對在普通單模光纖中的傳輸演化特性，總結(jié)了其演化

3、規(guī)律。
　　 光子晶體光纖新穎、靈活的特性使其成為近年來研究的熱點，它可變的色散特性和強(qiáng)非線性效應(yīng)很容易實現(xiàn)孤子傳輸，所以本文也對飛秒孤子在光子晶體光纖中的演化特性進(jìn)行了研究，重點模擬并分析了高階色散效應(yīng)、自陡峭效應(yīng)、脈沖內(nèi)拉曼散射效應(yīng)分別對孤子傳輸?shù)挠绊懀约斑@些因素共同作用時光孤子的傳輸特性，得到了一些有建設(shè)性的結(jié)論。
　　 本文最后研究了色散管理孤子及其傳輸原理，并數(shù)值模擬了色散管理孤子在不同的傳輸模式下的傳輸，總