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光纤中高阶微扰对基黑孤子传输特性的影响.pdf 53页

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光纤中高阶微扰对基黑孤子传输特性的影响 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得或其他教育机构的学位或证 学位论文作者繇音芑瑟签字嘲冲耖月7。R 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生学院有关保留、使用学位论文 的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文 被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生学院可以将学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编学位论文。 (保密的学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者签名: 专匕岔 导师签名 蹶 签字n期 蝻沿 光纤中高阶微扰对基黑孤子传输特性的影响 刖 舌 光孤子通信是一种全新的非线性通信技术,其信息传输容量比现有最好的线 性通信系统要高l一2个数量级,因而是下一代很有发展前途的通信方式。 (一)光纤孤子通信的发展和研究概况 一束光脉冲包含许多不同的频率成分。频率不同,在介质中的传播速度也不 同,因此,光脉冲在光纤中将发生色散,使得脉宽展宽。但当具有高强度的极窄 光脉冲入射到光纤中时,将产生克尔效应,即介质的折射率随光强而变化,由此 导致在光脉冲中产生自相位调制,使正(负)脉冲前沿产生的相位变化引起频率 降低(升高),正(负)脉冲后沿产生的相位变化引起频率升高(降低),于是在 反常(正常)色散介质中脉冲前沿比其后沿传播得慢,从而使脉宽变窄。1973 冲具有适当的幅度时,以上两种作用可以恰好抵消,脉冲可以保持波形稳定不变 地在光纤中传输,形成光孤子“1。这类孤子实际上是基阶时间光孤子。以后的研 究表明:若脉冲幅度继续增大时,变窄效应将超过变宽效应,则会形成高阶光孤 子,它在光纤中传输的脉冲形状将发生连续变化,首先压缩变窄,然后分裂,在 特定距离处脉冲周期性地复原。 光纤中的孤子是满足一定条件的非线性波包,在长距离传输中,甚至相互碰 撞后其形状、振幅和传播速度都保持不变【2I。如以孤子作为光纤通信的信息载体, 就可以大大增加传输距离和增大信息容量。 , 光孤子通信具有以下优点: (1)容量大:传输码率一般可达20Gb/s,最高可达100Gb/s以上; (2)误码率低和抗干扰能力强:基阶光孤子在传输过程中保持波形不变及孤 子的绝热特性决定了孤子传输的误码率大火低于常规光纤通信,甚至可实现误fl马 率低予1012的无差错光纤通信; (3)可以不用中继站:只要对光纤损}C进行增益补偿,即可将光信号无畸,窆 地传输极远距离,从而免去了光电转换、t瞳新整形放大、检查误码、电光转换、 再重帮f发送等复杂过程。 光孤子通信的以上优点使得它在通信顿域中有着诱人的应用前景。上世纪 光纤中高阶微扰对基黑孤子传输特性的影响 八、九十年代,各发达国家竞相开展光孤子通信方面的研究。1980年,美国贝 984年又成 尔实验室的L.F.Mollenauer等人从实验上证实了光孤子的存在,1 功地研制出了色心孤子激光器【”,继而设计出了孤子通信试验系统【41。1989年, 日本电话电报公司利用相干系统光纤放大器,以每秒2.5千兆比的传递量传输 2223千米之远。后来,美国贝尔实验室又在模拟实验室中,以每秒5千兆比的 传递量传输9000千米之远。他们证明,在“零误码”的情况下,光孤子可以每 秒2.5千兆比速率传递14000千米之远。1991年Smith等人研制成功全光纤 集成的掺铒光孤子激光器【51,同年Mollenauer等人利用周期掺铒光纤实现了 12000 千米的实验获得成功,并接近实用阶段。1995年,法国的实验室则将20Gb/s

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