光通信系统中光脉冲压缩技术及应用的研究

摘要

光脉冲压缩技术即输入脉冲在光纤的反常色散区传输，并且通过自相位调制(SPM)和群速度色散(GVD)的互作用被压缩。本文着眼于这一压缩机制，运用分步傅里叶方法对单模光纤中皮秒脉冲的传输进行数值模拟，进而研究其孤子效应压缩。
　　 文中分别讨论了常规光纤和色散渐减光纤两种不同性质传输介质中的孤子效应压缩过程。在常规光纤中，计算并分析了初始啁啾和光纤损耗分别或者共同作用时对孤子效应压缩参量的影响；在色散渐减光纤中，采用群速度色散线性减小的理论模型，通过数值模拟带有初始啁啾的皮秒脉冲在色散渐减光纤中的传输，全面地计算和分析了初始啁啾对皮秒脉冲孤子效应压缩的影响，并与无初始啁啾脉冲作了比较。
　　 虽然色散渐减光纤中高阶孤子非绝热压缩可以得到皮秒或亚皮秒短脉冲，但是利用这种光纤压缩技术获得的脉冲往往伴有较宽的基座，本文利用数值模拟方法验证了采用色散渐减光纤组成的非线性光纤环型镜(DDF-NOLM)不仅可压缩高阶光孤子，而且能有效地消除压缩后脉冲的底座，提高光脉冲的输出能量，在此基础上对不同光纤环长度的环型镜及不同输入功率得到的压缩脉冲进行了特性分析。
　　 为了更好的消除脉冲基座，提高脉冲压缩质量，本文将常规光纤与色散渐减光纤组合起来构成新的非线性光纤环型镜，通过数值模拟仿真我们发现，使用新的光纤环型镜对脉冲进行压缩，可以得到无基座，啁啾小，压缩因子大的超短脉冲，输出的超短脉冲能在常规光纤中稳定传输。与DDF-NOLM进行比较，新的光纤环型镜使用的光纤更短，获得的压缩因子更大。