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光纤的色散

1引言光纤通信是以光波作为信息载体、以光纤作为导波介质的一种特殊通信形式.作为通信手段,光通信较电通信具有更悠久的历史.早在3000多年前人们就会利用光来传递信息.但光迁通信的崛起与发展至多也不过30多个年头,其理论奠基人为旅英华裔科学家高锟博士.正是他1966年7月在PIEE学报上发表的一篇题为“光频率的介质纤维表面波导”的论文,为人类向信息时代挺进指出了一条光明的大道.此后,促使光纤通信发展并成为当今“信息高速公路”基石的是两个重要里程碑:一是低损耗(02dB/km)单模光纤的研制成功;二是能在室温下工作的半导体激光二极管(LD)面世.鉴于光纤所具有的巨大带宽(约有20THz),使其载荷和传输信息的容量特别大,足以长期适合与年俱增的通信需要.因此世界各主要发达国家一直都投入大量的人力物力竞相研制和开发适用于高速率、大容量、长距离的光纤通信系统.综观光纤通信的发展,损耗与色散一直是长期阻碍光纤通信向前发展的主要因素.损耗限制...  (本文共6页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》1981年00期
《物理学报》2011年11期
物理学报

压缩平稳重调脉冲的色散渐减光纤的设计

1.引言在高速光纤通信系统中,每个信道的比特率通常超过40Gbit/s,因此超短光脉冲的产生成为光发射机的重要部分.主动锁模激光器或直接调制光源产生的超短光脉冲其脉冲宽度通常在皮秒量级,达不到要求.利用光纤中的非线性效应对皮秒脉冲进行压缩可以得到飞秒量级的超短光脉冲.脉冲压缩技术特别是绝热孤子压缩技术由于其产生的旁瓣小,能量损耗低引起人们的广泛关注.常用的绝热孤子压缩光纤为色散渐减光纤(DDF).色散渐减光纤的概念是在1987年由日本学者Tjima首次提出的[1].该光纤的二阶色散系数β沿脉冲的传输方向渐减,被广泛应用于绝热孤子压缩和高阶孤子压缩[2—4].但高阶孤子压缩容易造成较大的脉冲基座,增大噪声[5].绝热孤子压缩没有能量损耗,可以得到高质量的压缩脉冲,压缩后脉冲无基座[6,7].最近人们利用平稳重调脉冲(stationary rescaledpulse)在梳状光纤(comblike profiled fiber)、交替...  (本文共5页) 阅读全文>>

北京工业大学
北京工业大学

石墨烯类材料锁模光纤激光器及非线性脉冲动力学的研究

锁模光纤激光器不但在工业、医学、国防等领域有着广泛应用,而且也能做为一种有力的工具推动其他基础学科的发展,同时也是非线性光学研究的前沿课题。研究锁模光纤激光器具有重要的基础研究价值和深远的社会经济价值。锁模光纤激光器作为一种探索非线性脉冲动力学的理想平台,在过去几十年里,不同的激光器腔型里有着不同脉冲形状及动力学特性,尤其是在光纤激光器中,能够观察到丰富的非线性现象。自2004年科学家成功分离出单层石墨烯以来,以石墨烯为代表的二维材料展现出其独特和优异的物化性能,活跃于各个领域的科学前沿,比如在电子器件、柔性电子学、传感器、生物医学、复合材料、储能领域、光电子领域等等。在光电子领域,石墨烯有着卓越的光学性质,包括狄拉克电子线性色散导致的宽带吸收特性,单碳层对光2.3%的线性吸收率,泡利阻塞导致的饱和吸收效应,皮秒量级的超快恢复时间,电门调控的光电导率等。这里,我们以光纤激光器为研究平台,深入研究锁模光纤激光器的非线性脉冲动力学。...  (本文共137页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国科学技术大学
中国科学技术大学

宽光谱与时域宽调谐光纤激光器研究及应用

光纤激光器以其效率高、结构紧凑、光束质量好等优点在科学研究和工业生产中得到广泛应用,这些应用包括:光纤频率梳、微加工、光纤传感等。光纤激光器时域与频域光谱特性是表征光纤激光器性能的重要属性,与光纤激光器的具体应用相关,因此,深入研究光纤激光器输出的时频特性无论从学术还是工业应用上都有重要意义。本论文的工作主要围绕频域宽光谱、时域宽调谐光纤激光器及应用展开研究,主要研究了光纤激光器中超平坦宽光谱和时域宽调谐方波脉冲的获取技术及其相关特性,应用波长程控宽调谐光纤激光器实现电网光纤光栅温度传感等。具体研究内容如下:1.实验研究了非线性偏振旋转(NPR)锁模的全光纤正常色散腔和反常色散腔中宽光谱的输出特性:在正常色散腔内获得了42nm宽度的矩形光谱输出:在反射色散腔内实现了光谱3dB带宽102nm宽光谱内噪声脉冲锁模激光器。2.利用内噪声脉冲光纤激光器为泵浦源泵浦高非线性光纤产生超平坦超连续光谱,获得了1000—1750nnn的全光纤平...  (本文共118页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京邮电大学
北京邮电大学

微结构光纤中超连续谱的产生及特性优化研究

本论文的研究工作是围绕以下项目展开的:以任晓敏教授为首席科学家的国家重点基础研究发展计划项目(项目编号:2010CB327600);国家自然科学基金项目(项目编号:61077049);新世纪优秀人才支持计划项目(项目编号:NCET-08-0736)和高等学校学科创新引智计划项目(项目编号:B07005)。超连续谱光源具有光谱范围宽、稳定性高等优点,在光通信系统、光度量学及生物医学等方面都有重要的应用。本论文主要对光通信用超连续谱的产生及其性能优化进行了理论和实验研究,主要研究内容和创新点如下:1.从光场的量子理论出发,推导得出了脉冲在光纤中传输时所遵循的含自发拉曼散射噪声的非线性传输方程。讨论了适用于求解该方程以及广义非线性薛定谔方程的数值方法:与对称分步傅里叶法结合的相互作用绘景中的四阶龙格-库塔法。2.基于广义非线性薛定谔方程,理论分析了在正常色散区超连续谱的展宽机制;讨论了光纤参量和泵浦脉冲对超连续谱宽度、平坦度的影响。在...  (本文共109页) 本文目录 | 阅读全文>>

北京交通大学
北京交通大学

高速光时分复用系统关键技术研究

光时分复用(OTDM)与密集波分复用(DWDM)传输技术是增加光通信系统容量的两个主要途径,可以充分利用各自的优点,构筑未来高速、大容量光通信网络。论文结合国家自然科学基金重点项目“高速光通信系统中的偏振模色散补偿及其相关技术与基础研究”(No.60437010)和国家863计划项目“160Gbit/s一泵多纤光传输技术的研究”(No.2007AA012258)的实施,针对高速OTDM系统的关键技术:新型调制码型、160Gbit/s OTDM所需的超短脉冲源及光时分复用器、单信道160Gbit/s传输的色散和带内非线性效应、接收端的解复用和时钟恢复等进行了深入分析和探讨,主要创新性研究工作体现在:(1)采用应力调节装置制作了性能稳定的窄带光纤布拉格光栅(NFBG),利用NFBG获得了10Gbit/s的残留边带归零调制码型(VSB-RZ)。通过在实验室的WDM光路交换实验网平台上进行了10Gbit/s的RZ与VSB-RZ在155k...  (本文共144页) 本文目录 | 阅读全文>>