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色散管理时分复用系统扰动的影响及抑制

作　者: 郭栋
导　师: 刘德明
学　校: 华中科技大学
专　业: 物理电子学
关键词: 色散管理光时分复用定时抖动非线性Schrǒdinger方程高阶扰动
分类号: TN386
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 50次
引　用: 1次
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内容摘要

作为本世纪最重要的发明之一,光纤通信彻底改变了人类通信模式。光纤通信的独特优越性在于它不仅能够提供近似无限的带宽容量,而且还能应用于长距离的甚至越洋的通信系统。由于在孤子系统中群速度色散和自相位调制效应可以相互抵消,因此孤子通信被认为是长距离传输的理想方式。众所周知,除了光纤损耗,定时抖动是限制孤子系统传输距离的关键因素。导致定时抖动的原因很多,首先被广泛研究的是掺铒光纤放大器的放大自发辐射导致的Gordon-Haus效应。随着人们对传输速率要求的不断提高,色散管理技术和时分复用技术的普及使得孤子脉宽越来越小。研究表明,对于亚皮秒或飞秒的孤子系统,Gordon-Haus效应不再是导致定时抖动的主导因素。许多高阶扰动如三阶色散、拉曼效应,以及间距变小引发的相邻脉冲互作用、光纤固有双折射导致的偏振模色散等都会引发定时抖动,限制传输距离。为了研究这些扰动,我们提出了一个扩展的孤子微扰模型,该模型基于对非线性Schrǒdinger方程的微扰。微扰项包含了上述的各种扰动效应。为了验证模型的准确性,我们一方面用变分法求得修正后的非线性Schrǒdinger方程的近似解析解,另一方面用著名的分步Fourier方法进行直接的模拟运算。结果表明该模型适合描述亚皮秒、飞秒级孤子的定时抖动。随后我们在此模型基础上探讨了各种扰动对间距较小的时分复用系统中的色散管理孤子的影响,并且指出,综合了非线性增益、滤波器、色散补偿等方法的综合控制方案对于这些扰动导致的定时抖动具有非常有效的抑制作用。

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