单模光纤中偏振模色散的研究

目前光纤通信系统正在向大容量、高速率、长距离等方向发展,使得原本对低速率系统而言可以忽略不计的非线性效应和偏振模色散(PMD)等光纤性能缺陷成为限制系统升级和传输距离的主要因素。因此,偏振模色散是目前国际上在光纤通信领域中讨论的热门话题之一。介绍了单模光纤中的偏振模色散及其产生的原因、偏振模色散的干涉法测量方法和测量原理,以及如何在实际应用中利用偏振模色散测量保偏光纤的拍长。     

超高速光孤子传输特性分析及数值模拟

通过数值解非线性耦合薛定谔方程,研究高速光孤子通信系统中高阶色散和偏振模色散对孤子传输的影响,并数值模拟孤子在单模光纤中的演变。研究结果表明：偏振模色散导致孤子脉冲展宽、峰值功率下降、峰值点随传输距离漂移;高阶色散和偏振模色散使孤子加速展宽、脉冲沿出现非对称的振荡结构,脉冲峰值点随传输距离的漂移而发生改变。     

单模光纤极化模传输对PSK相干通信系统性能的影响

本文分析了单模极化光纤中线性极化模和圆极化模的传输特性,研究了单模光纤的极化特性对相干检测效率的影响以及对相干系统误码率的影响。同时还给出了单模光纤传输函数曲线,并对PSK相干检测系统与强度调制-直接检测(IM-DD)系统的性能进行了比较。     

模分复用光传输技术研究

结合课题组开展的通信领域研究热点模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用光传输研究过程中相对经典的部分研究工作和最新进展,以模式复用器和解复用器的发展为主线,分类讨论了准单模少模光纤单跨距传输、准单模少模光纤控制环传输、基于分立模式复用器和解复用器的少模光纤单跨距传输、基于分立模式复用器和解复用器的少模光纤控制环传输、基于平面光转换模式复用器和解复用器的少模光纤传输、基于3D波导模式复用器和解复用器的少模光纤单跨距传输、基于3D波导模式复用器和解复用器的少模光纤控制环传输、基于光子灯笼的全光纤复用器的少模光纤单跨距传输、基于光子灯笼的全光纤复用器的少模光纤控制环传输、基于全光纤耦合器的少模光纤单跨距传输、基于全光纤耦合器的少模光纤控制环传输;最后,给出了本课题组近期合作研究工作中的准单模少模光纤长跨距传输、单通道信号少模光纤传输研究、多通道波分复用信号少模光纤传输研究。     

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。     

单模光纤的偏振模色散及其补偿方法

在单个波长通道的传输速率高于10Gbit/s的超高速光纤传输系统中,偏振模色散极大地限制了整个通信系统的通信容量,必须加以控制和补偿。先对偏振模色散的产生机理、统计分布规律进行了分析、讨论,接着介绍了在光纤线路中测量偏振模色散的后向散射光测试法及其测量原理,并从琼斯矩阵（偏振态传输函数矩阵）出发,通过分析其泰勒展开式,分别推导出可补偿一阶和二阶偏振模色散的均衡器所需满足的条件,并给出了原理框图。     

基于手性超材料的双频带线偏振转换器设计

设计了基于平面复合手性超材料(CCMM)不对称传输效应的高效双频带线偏振转换器,并通过仿真和实验进行了验证.结果表明:仿真测得在谐振频点9.6和10.8 GHz处,正入射的y(x)轴线偏振波沿着-z(+z)轴方向通过CCMM板时交叉偏振透射系数超过0.9,共偏振透射系数小于0.2,与实验结果符合较好.线偏振不对称传输系数以及沿着-z轴传输的x轴偏振波总的透过率在谐振频点附近都达到0.9.进一步计算得到:入射的y(x)轴线偏振波沿着-z(+z)轴方向通过CCMM板后仍然为纯度较高的线偏振波,但偏转了90°.通过CCMM单元结构电场分布特性进行了进一步验证.     

关于对偶对的Gorenstein平坦模及其维数

基于Wang等人引入的Gorenstein (x,y)-平坦模的概念,利用环模理论和同调代数的方法,研究了Gorenstein (x,y)-平坦模类GF(x,y)的稳定性,讨论了任意左R-模M的GF(x,y)-投射维数GF(x,y)-pd(M)的若干性质,其中(x,y)是R-模范畴的一个完备对偶对。证明了x是模类GF(x,y)的生成子和余生成子,且在左R-模短正合列(ε):0→U→V→W→0中各项的GF(x,y)-投射维数之间存在着密切的联系。结果表明:当(x,y)是一个完备对偶对,GF(x,y)是投射可解的,且ToriR≥1(y,x)=0时,如果V是Gorenstein (x,y)-平坦模,那么GF(x,y)-pd(W)≤GF(x,y)-pd(U)+1;如果U是Gorenstein (x,y)-平坦模,那么GF(x,y)-pd(V)≤GF(x,y)-pd(W);如果W是Gorenstein (x,y)-平坦模且(ε)在函子HomR(x,-)下正合,那么等式GF(x,y)-pd(U)=GF(x,y)-pd(V)成立。     

偏振复用光纤通信的研究

本文提出了一种新的光纤通信复用方式——偏振复用,实验结果表明这种复用方式是可以实现的。采用偏振复用可以在一根光纤中同时传输两路同波长的光信号,从而使光纤的信息传输能力提高一倍。为了分析偏振复用的串音这个重要指标,本文又提出了固有偏振消光比这个参数,并用圆谐函数展开法对椭圆单模光纤的固有偏振消光比进行了计算,给出了相应的结果。     

模分复用系统中的少模光纤研究新进展

近年来,在模分复用(MDM)光通信领域中采用少模光纤(FMF)来增加传输容量的方法已经得到高度关注和深入研究,该方法可以突破单模光纤(SMF)非线性香农极限.结合本课题组开展的模分复用方面的部分工作,比较系统、深入地分析讨论了模分复用研究过程中相对突出、经典的部分研究工作和最新进展,涉及少模光纤结构设计、特性及应用.分析讨论了折射率阶跃分布和折射率渐变分布单芯少模光纤、用于无MIMO数据传输的椭圆芯少模光纤、用于光学参量放大的椭圆芯少模光纤、由中心圆孔和椭圆环芯组成的保偏少模光纤、具有10种保偏模式的PANDA环芯光纤、用于模分复用传输的低损耗少模环形光纤以及超模光纤的结构设计、特性及应用.最后,给出了本课题组近期提出的新颖的三环芯FMF以及FMF研究发展趋势,为模分复用光纤前传等系统应用提供有效支持.今后的较长一段时间,少模光纤研究中的采用特殊材料和光纤结构设计来实现大有效折射率差、低衰减、低色散、大有效模场面积和低非线性系数等指标仍然是通信领域需要继续探索的研究热点.     

未确知数学在微波测量中的应用

通过实验并运用未确知数学的方法给出微波波长所在的区间,还根据可信度密度确定最可靠的微波波长值.     

飞秒光纤光源的波分解复用-复用实验

为研究飞秒光源作为链路初始光源的可行性,使用阵列波导光栅（AWG）对265 fs光纤光源进行波分解复用 复用实验。实验光源波长为1 52765～1 56505 nm,通道数为48,通道间隔为080 nm。研究发现:在分波实验中,飞秒光纤光源经过AWG后,扫描谱线3 dB带宽为064 nm ,相邻通道串扰为2726 dB,比连续光源增大502 dB;在合波实验中,观察到AWG多端口端对宽带光源的波长选择作用,验证了AWG的色散特性,发现多光束的输出谱线总体轮廓未出现太大变形;在波分解复用 复用实验中,谱线最大损耗为251 dB,输出谱线轮廓和初始光谱基本一致,信号在传输过程中未出现明显失真,证明飞秒光源作为链路初始光源的可行性。     

光纤Bragg光栅横向负载敏感特性的实验研究

对光纤Bragg光栅的横向负载敏感特性进行了实验研究 .利用光纤中的应力双折射效应 ,使光纤光栅横向受压 ,产生谐振波长分裂 .通过实验研究得到了良好的谐振波长分裂与横向负载的关系曲线 ;在此基础上 ,进行了波长寻址的多点横向负载分布测量的初步探索 ,完成了两光栅同时传感的实验研究 .     

可调谐48 nm弯致应变光纤光栅

为了满足光纤通信和光纤传感对大范围波长调谐的迫切需要,该文对弯致应变光纤光栅波长调谐的公式进行了推导,给出了解析表达式,并研制了弯致应变光纤光栅波长调谐的实验装置,实现了高达48nm的波长调谐范围。在波长调谐过程中,3dB带宽展宽约为0.1nm;在误差允许范围内,波长调谐的实验值与解析表达式得出的理论曲线相吻合。     

Michelson干涉仪测光波波长原理新释Ⅱ

继续前文的讨论,利用光学中的Doppler效应和“拍”现象理论,对Michelson干涉仪测光波波长的实验原理和实验现象给出新的解释,从而拓宽了对该实验原理的理解和加深了对实验现象本质的认识。     

Michelson干涉仪测光波波长原理新释

利用光学中的Doppler效应和“拍”现象理论,对Michelson干涉仪测光波波长的实验原理给出新的解释,从而拓宽了对该实验原理的理解和加深了对实验现象本质的认识。     

用双棱镜等位移法测光波波长

本文主要阐述了用“双棱镜等位移法”测光波波长的原理及实验方法。     

研究性实验教学在双棱镜测波长实验中的应用

介绍了将研究性实验教学应用到双棱镜测波长实验中的尝试与探索,从仿真实验、真实实验、查找资料、改进实验到创造性设计实验,凸显了学生的主体地位,更有利于培养学生的科研能力和创新能力。     

毫米波ROF光通信系统中信号传输色散影响的研究

简述了Radio over Fiber (ROF)通信技术,从理论和VPI仿真实验两方面系统地分析研究了光纤色散问题对ROF光通信系统的影响。理论分析和仿真结果吻合。最后,对ROF单、双波长各调制情况的光纤色散影响给出了归纳、比较和总结。     

用透射光栅测波长的探讨

分析了用透射光栅测波长和光栅常量的实验中,某些因素对测量结果精确度的影响,并提出了提高测量精确度的方法和依据。