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文档简介

光纤中的非线性效应 交叉相位调制 1 概述XPM对光纤中脉冲传输的影响交叉相位调制的应用 主要内容 2 交叉相位调制 XPM 光的交叉相位调制是指不同模式 不同波长或相同波长不同偏振方向的光波 在光纤中共同传输时 产生的传输光波的非线性相移 并且这种相移与各个模式的光场强度都相关 注 XPM不仅包括同偏振方向 不同波长之间的相位调制 还包括不同偏振方向 相同波长之间的相位调制 3 因此 则总的极化强度为 其中 考虑到非线性折射率远远小于线性折射率 则非线性折射率可表示为 不同频率光波之间的XPM 3 7 可见 光纤中一个光波的折射率不仅与自身的强度有关 还与共同传输的其它光波的强度有关 4 XPM引起的非线性相移 当光波沿光纤传输时 会获得与强度有关的非线性相移 5 耦合薛定谔方程 6 单模光纤中 由于频率的不同模式分布有所区别 但这种差别非常小 可以忽略 耦合薛定谔方程 耦合薛定谔方程 求解XPM耦合方程 可以了解光纤色散对光纤中不同频率脉冲之间的XPM效应的影响 7 求解XPM耦合方程得到的结果表明 光纤色散可以对光纤中不同频率脉冲之间的XPM相互作用起到一定的限制工作 这是因为光纤色散的存在使得中心频率为 1和 2的两个光脉冲具有不同的传输速度 在经过一定距离传输后 两个脉冲将完全分离而不再重叠 这时两个脉冲之间的XPM相互作用也不复存在 色散对XPM效应的影响 10 6 14 脉冲同向传输情况 8 色散对XPM效应的影响 脉冲反向传输情况 对于光纤中沿相反方向传输的短光脉冲 由于脉冲重叠只发生在很短的距离上 XPM效应对脉冲传输的影响可以忽略 对于反向传输的准连续光波 XPM对光场传输的影响与同向传输的情形基本相同 9 频域和时域效应 10 不对称的频谱展宽 11 不对称的时域变化 12 13 在WDM系统中 某信道的XPM是其它信道共同作用的结果 XPM已成为WDM系统主要的功率限制因素之一 XPM与信道间隔以及信道数有关 各信道之间偏振态的随机性使XPM呈现复杂的统计特性 减小影
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