模间色散为零的双芯光子晶体光纤

设计一种在短波长处可以实现零模间色散的双芯光子晶体光纤,该光纤的包层气孔直径具有渐变结构。利用全矢量有限元法进行分析,得到光纤耦合系数、模间色散及走离距离特性随传输频率和结构参数的变化曲线。数值分析结果表明,可以通过调节双芯间小孔的直径,灵活控制耦合系数的变化。在特定的传输频率处,模间色散存在过零点。且双芯间小孔的直径越大,模间色散过零点所在的传输频率越低。当模间色散为零时,可以完全消除模式间相位不匹配导致的脉冲失真,从而实现能量的完全交换。

零模间色散三芯光子晶体光纤

为了研究纤芯掺杂低折射率材料后三芯光子晶体光纤中任意两超模之间的模间色散特性,采用全矢量有限元法进行了仿真,取得了模间色散系数、零模间色散波长随纤芯折射率和结构参量变化的数据。结果表明,通过调节纤芯折射率、纤芯直径、空气孔直径以及孔间距这4个结构参量,可以使任意两超模间的模间色散在两个常用波段1.31μm和1.55μm处为0。该结果对于消除基于模分复用的光纤不同模式间因为模间色散导致的脉冲失真和实现零模间色散的模分复用技术是有帮助的。

阶跃光纤的模间色散

利用全反射所产生的相移角导出了全反射光在光纤包层中的横向偏移和光在光纤包层中的渡越时间 .考虑光在光纤包层中的渡越时间后导出了模间色散时延差的修正公式 。

多模光纤模间色散的电均衡补偿

在不同的参数条件下,用中心差分法数值计算了多模光纤的波动方程,得到LP模场分布函数,再通过数值计算迭加积分得到激光器激发出的模功率分布,进而得到多模光纤的功率转移函数.基于线性前馈均衡和判决反馈均衡对模间色散的电域补偿进行了仿真研究.结果表明,采用判决反馈均衡能使10 Gbit/s速率的信号在已敷设的多模光纤上传输300 m,色散导致的功率劣化小于4 dB.

具有零模间色散宽带双模光纤的数值新方法

就双模光纤具有零模色散的最佳折射率分布设计问题提出了一个新的数值计算方法,即将问题归为一类代数方程组反问题,给出了一个可行的牛顿迭代数值解法。

自聚焦光纤模间色散的射线解法

本文结合微扰论，利用射线解法计算了自聚焦光纤的模间色散，结果与基于电磁场理论的ＷＫＢ法的结果完全一致。本文还指出了传统射线解法得不到正确结果的原因所在。

阶跃光纤模间色散时延差的修正

当光发生全反射时,光在第二种介质中传播需要一定的时间,本文考虑这一传播时间后,导出了模间色散时延差的修正公式。

零模间色散双空芯光子晶体光纤

分析了双空芯光子晶体光纤(HC-PCF)在纤芯填充液态高折射率温敏物质后的传输特性,应用全矢量有限元法(FEM)研究温度均匀变化时光纤耦合特性、模间色散特性的变化规律。结果表明,在特定温度下,耦合特性随传输波长的增大呈现出先减弱、后增强的变化趋势,且光纤的模间色散存在过零点。通过调节温度或占空比,可以在1.31μm和1.55μm两个常用通信波段内实现零模间色散传输,由此能够完全消除模式间相位不匹配导致的脉冲失真,实现能量的完全交换。

800nm波段单偏振方向上无模间色散的双芯光波导

为探究如何消除双芯光波导的模间色散,提出了一种纤芯填充高折射率溶液的双空芯光子晶体光纤,并基于全矢量有限元法进行了理论分析,获得了光纤的模式有效折射率、耦合系数、模间色散系数。研究结果表明:当纤芯所填充的溶液折射率为1.40时,光纤的y偏振方向上模间色散在800 nm传输波长处为零,理论上能够完全消除y偏振方向上模间色散导致的脉冲畸变。即,当传输光波长为800 nm时,这种光纤在y偏振方向上可以抑制模间色散,从而可以广泛用于全光开关、超短脉冲传输、光孤子传输等应用场合。

多模梯度折射率塑料光纤带宽的分析

结合 WKB法对多模梯度折射率塑料光纤 ( GI- POF)色散和带宽进行了综合分析 ,研究了在 GI- POF中材料色散对带宽影响的程度和规律 ,给出较佳折射率指数 ( g)的范围 。

飞秒脉冲在双芯光子晶体光纤中的传输

利用级数傅立叶方法(FSAT)求解飞秒脉冲在双芯光子晶体光纤(PCF)中的传输方程,分析了双芯PCF中不同耦合色散系数对传输特性的影响。研究表明:只考虑线性耦合色散系数时,脉冲能量在两芯间可持续传递,脉冲形状基本保持不变;考虑模间色散系数的作用后,脉冲在传输小段距离后有明显衰弱,其周期性也遭到破坏。

塑料光纤中的随机微扰效应

将塑料光纤 ( POF)作为某些短距离应用的高宽带的光纤连接线 ,因为其延展性好 ,芯径大 ( 1 mm )。与玻璃光纤相似 ,多模塑料光纤的带宽也受模间色散的限制。这可用抛物线型渐变折射率分布 ( GI)的塑料光纤予以改进。本文用另一种方法来解决色散问题 ,以祈改进塑料光纤的带宽。最近研究表明 ,由于随机折射率微扰和模耦合 ,使带宽出乎意料地大大展宽 。

1.2到1.8μm光波导材料的光学性质

本文将评述三种损耗机制,并报导至今为止已经获得的最好衰减结果,分析瑞利散射、O-H吸收带和红外吸收边与组分之间的关系。玻璃成分也影响波导玻璃的折射率色散,将用可采用的折射率数据来讨论关于波导设计的折射率色散,为说明这些效应的重大意义,也将引用相关波长带宽测量。

光纤及其传输理论

TN25 2001031913阶跃光纤的模间色散=Model dispersion of stepindex fibers[刊,中]/刘福平(中科院地质与地球物理研究所.北京(100101)),宋会英(胜利油田职工大学计算机科学系.山东,东营(257004))∥光子学报.-2000,29(7).-611-614利用全反射所产生的相移角导出了全反射光在光纤包层中的横向偏移和光在光纤包层中的渡越时间。

纤维光学理论

TN25 97063794自聚焦光纤模间色散的射线解法=Ray theory of in-termodal dispersion of gradient-fiber[刊,中]/张晓光(北京邮电大学物理教研室.北京(100088))

具有高阶耦合色散系数三芯光纤耦合器非线性光开关特性的研究

利用两种方法研究了高速光脉冲在具有交叉相位调制的等边三角形排列结构的非线性三芯光纤耦合器中传输和开关特性.首先利用变分原理得到三纤芯中传输转移系数随距离变化的方程,然后利用分裂步长傅里叶方法求得了光脉冲的数值解.变分法和数值模拟的结果表明:当一阶模间色散系数较小时,光脉冲仍能在三芯之间周期性耦合传输,并且表现出良好的开关特性,但是随着一阶模间色散系数的增大,脉冲耦合传输的周期性和陡峭的开关特性都遭到破坏,光脉冲在传输中发生分裂;二阶耦合色散系数和初始啁啾都能使光脉冲传输时的耦合长度变短、光脉冲在三纤芯之间能量转换的周期变小、开关阈值功率增加.其交叉相位调制系数虽然对传输特性的影响较为微弱,但是使耦合器的开关阈值功率增加.

多模光纤中基于模斑整形和反馈均衡的传输性能研究

总结了多模光纤用于数据通信的优劣点,并分析多模光纤在未来高速大容量长距离无源光接入网(PON)中应用的可行性。从弱导光纤波导理论出发,忽略模内色散以及非线性效应的影响,建立多模光纤的简化模型,并在该简化多模光纤模型的基础上,采用仿真实验的方式,对一些改善多模光纤传输性能的技术:偏心注入,改变模斑尺寸,环形注入以及判决反馈均衡进行了分析,研究和比较。实验结果证明,采用模斑整形(主要是环形注入)与反馈均衡结合的方式可以有效地改善多模光纤的传输性能,使得10Gb/s信号在多模光纤中传输超过1km。

用等效矩形波导近似研究双模椭圆芯光纤的特性

用等效矩形波导近似，结合一级微扰理论，研究了双模椭圆芯光纤的传播特性，得到了双模运行的Ｖ值范围和Ｅｘ２１模与Ｅｘ１１模之间的双折射。