光纤通信中光脉冲传输性能的数值仿真分析研究

在光纤通信中，光脉冲信号在光纤中传输的过程中会受到色散、损耗和非线性等作用的影响而不断地发生演化和畸变。脉冲演化的规律遵循非线性薛定谔方程（NLSE）。由于NSLE在一般情况下无法求得它的解析解，通常需采用数值方法来求解。本文使用了分步傅里叶方法对NLSE进行了求解，并用利用这一结果对三种常见的光脉冲在光纤中传输时的演化情况进行了仿真研究。     

采用分步傅立叶方法初始啁啾脉冲的孤子效应压缩

采用分步傅立方法数值模拟皮秒脉总冲在单模光纤中的传输,计算和分析了初始啁啾以坡秒脉冲的孤子效应压缩的影响。通过分析脉冲压缩比,最佳光纤长度,压缩后手脉冲峰值功率和脉冲压缩质量的变化,发现采用增大初始啁啾的办法,可以使皮秒脉冲得到更好的压缩。     

超短脉冲在色散光纤中的传输特性

笔者研究了超短激光脉冲在色散光纤中的传输,利用傅里叶变换技术进行了理论分析,并以高斯脉冲为例给出了超短脉冲随时间变化的理论公式。数值计算了不同色散级次下脉冲的时域分布,讨论了光纤不同色散级次对脉冲波形的影响。     

半导体激光器中产生的光脉冲红移啁啾的消除

对啁啾脉冲在单模线性色散光纤中的非线性传输演化过程进行了解析分析和定量的数值计算．结果表明,在单模线性色散光纤正群速色散区,用输入光脉冲产生的兰移啁啾可以消除半导体激光器中产生的光脉冲红移啁啾     

光纤通信在自动控制设备中的应用

针对电气拖动自动控制设备中触发脉冲长距离传输中易受干扰的问题,根据光纤通信的基本工作原理,提出用光纤作为传输通道来解决,并设计出用１根光纤传输６路触发脉冲的两种不同光纤传输系统。同时根据自动控制设备中模拟信号和串行数字信号、开关信号在长距离传输中的抗干扰的问题及技术要求,设计出模拟信号光纤传输系统和串行数字信号光纤传输系统。     

两种特殊调制光纤中高次谐波输出的理论模拟

从薛定谔方程和激光场、谐波场的传播方程组成的自洽模型出发,采取了一种简化模型,数值模拟了超强超短激光脉冲与充有较高压强的惰性气体在周期调制光纤中的高次谐波输出。计算结果表明,较高次谐波的转换效率得到增强,与实验结果相一致,从而验证了简化模型的可行性。在此基础上,引入了线性啁啾调制光纤,通过进一步的理论模拟,发现在线性啁啾调制光纤中,高次谐波的效率可得到进一步提高,同时也有利于产生脉宽窄的单阿秒脉冲。     

光子晶体光纤反常色散区的频率转换实验研究

利用自制的高非线性光子晶体光纤进行了飞秒激光脉冲传输实验,研究了在不同功率、不同输入波长下高非线性光子晶体光纤的频率转换现象。当输入激光脉冲的中心波长位于光子晶体光纤反常色散区800nm处时,输出光谱向短波方向展宽,其产生的反斯托克斯波强度随输入功率增强逐渐增强;当输入激光脉冲的中心波长在反常色散区不同波长下时,光纤的频率转换效率不同,越接近零色散波长,转换效率越大,当输入脉冲中心波长为760nm时,产生的反斯托克斯波的中心波长为465nm,其强度是抽运波剩余强度的8.1倍,转换效率高达90%。     

紫外波长光成丝在大气中传输时的激光脉冲宽度研究

文章用数值模拟方法研究了脉冲宽度对紫外激光丝在大气中传输的影响.248 nm波长的紫外激光在空气中能够形成光丝的脉冲宽度达到4 ns,比红外波长激光的脉冲宽度高3个数量级.在大气中可以利用长达几个纳秒的紫外脉冲激光在1 TW/cm2的功率下实现长距离的激光丝传输.在适当的长脉冲宽度情况下,可以用不含时间的稳态麦克斯韦波动方程来研究激光丝传输,研究了脉冲宽度的范围.模拟计算选取3种波长,比较了激光丝在氮气中传输的情况,说明了这些激光脉宽依赖于光束的功率.     

色散缓变光纤中预啁啾皮秒脉冲的孤子效应压缩

在色散缓变光纤中，采用群速色散参量以指数方式衰减的理论模型，用分步傅立叶方法数值模拟皮秒脉冲在色散缓变单模光纤中的传输，计算和分析了预啁啾对色散缓变光纤中皮秒脉冲的孤子效应压缩的影响．通过分析脉冲压缩比，最佳光纤长度，压缩后的脉冲峰值功率和脉冲压缩质量的变化，发现加入预啁啾，可以使皮秒脉冲得到更好的压缩．     

最有前途的光孤子通信

最有前途的光孤子通信光纤通信在世界范围内正蓬勃发展。然而，现在的光纤通信技术并不理想。一是光脉冲在光纤中传输时有损耗，需要建立一定距离的中继站，二是光纤色散效应限制了光通信系统的传输容量，为了增大光通信系统光脉冲的传输距离和信息容量，美国学者哈瑟加瓦...     

高斯型光脉冲在色散管理光纤系统中的传输控制

本文从描述超短光脉冲在光纤中传输的高阶非线性薛定谔方程入手,使用傅立叶变换的分裂算符法,通过计算机模拟,研究了高斯光脉冲在色散管理光纤系统中的传输特性.在此基础上,我们数值考察了高斯光脉冲在加入随机噪声后传输的稳定性以及脉冲间的相互作用.此结果有助于在理论上研究短脉冲在光纤中的传输,并且可对实验进行指导.     

光纤中光学高斯型脉冲的传输特性

从修正的非线性薛定谔方程出发，采用变分法，推出了光学高斯型脉冲参数随传输距离的演化方程组，研究了光纤中光学高斯型脉冲的传输特性。     

关于USB信号及其光纤传输电路分析

对USB信号以及一种通过光纤传输USB(通用串行总线)信号的电路作了较详细的分析.此电路将USB信号D+,D-的三种状态转换为发射激光的三种强度全亮、半亮、暗,并且通过光纤传输到对方激光接收器,再通过相应电路恢复D+,D-的三种状态.激光接收器电路的输出信号之一触发单稳延时电路来控制D+,D-与激光发射电路、激光接收电路的通与断,以此实现USB信号的光纤传输.     

光纤Raman散射对类明孤子传输特性的影响

应用类明孤子在单模光纤中非线性传输特性的微扰理论，研究了光纤Raman散射对类明孤子传输特性的影响，导出了类明孤子参数演化的动力学方程。结果表明：光纤Raman散射微扰对类明孤子脉冲位置、频率和相位参数有影响，而对类明孤子脉冲振幅、脉宽、啁啾参数无影响。     

光纤中基于交叉相位调制的基孤子压缩

提出了一种在单模光纤负群速度色散区由基孤子产生超短光脉冲的新方法，即当波长位于光纤负色散区的基孤子信号脉冲和波长位于光纤正色散区的泵浦脉冲在光纤中共同传输，光纤零色散波长位于基孤子波长与泵浦脉冲波长中间附近时，交叉相位调制能使基孤子压缩．数值计算表明，入射泵浦脉冲越强，由基孤子信号脉冲产生的光脉冲的宽度越窄，峰值功率越高，而且所需的光纤长度越短，但是压缩质量减小．当泵浦脉冲的阶数不变、泵浦脉冲脉宽减小时，信号脉冲的压缩因子增大．     

光脉冲在具随机极化模耦合单模光纤中的传输特性

分析了Ｃｈｉｒｐ高斯光脉冲在同具有频率色散和极化模耦合的单模光纤中的传输特性。我们把传输常数展开成具有频率三阶导数的泰勒级数，并把两个极化模的耦合模型看成具有离散随机模耦合中心的双模传输线。然后，用ＦＦＴ法和双模传输线法推导出了Ｃｈｉｒｐ光脉冲在单模色散光纤中的功率统计平均值公式。最后分析了频率色散和极化模耦合对单模光纤中传输Ｃｈｉｒｐ脉冲的影响。     

超高斯光脉冲在波分复用光纤系统中传输的数值模拟

从描述超短光脉冲在光纤中传输的高阶非线性薛定谔方程入手,使用傅立叶变换的分裂算符法,通过计算机模拟,研究了超高斯光脉冲在波分复用光纤系统中的传输特性.在此基础上,数值模拟了超高斯光脉冲传输的稳定性以及脉冲间的相互作用.     

基于正常色散区间色散递减光纤的抛物线脉冲产生及应用

利用位于正常色散区间的色散递减光纤为介质,采用分步傅立叶方法数值研究了脉冲在正常色散区间色散递减光纤中传输时抛物线脉冲的产生过程。数值计算表明:当脉冲在位于正常色散递减光纤中传输时,脉冲逐渐演化为抛物线形状,并且在脉冲的中心形成规则的线性啁啾,利用此啁啾可实现对脉冲的进一步压缩,得到高质量超短脉冲。     

高斯型光脉冲在波分复用光纤系统中的传输

文章从描述超短光脉冲在光纤中传输的高阶非线性薛定谔方程入手,使用傅立叶变换的分裂算符法,通过计算机模拟,研究了高斯光脉冲在波分复用光纤系统中的传输特性.在此基础上,采用数值模拟了高斯光脉冲和超高斯光脉冲传输的稳定性以及脉冲间的相互作用.     

光纤中小损耗对光学高斯型脉冲传输特性的影响

本文从MNLS方程出发，采用变分法，导出了在小损耗情况下光学高斯型脉冲参数随传输距离的演化方程组及其解析解，讨论了小损耗对光纤中光学高斯型脉冲传输特性的影响。