光纤通信课程设计-光孤子通信系统中自相似脉冲的研究

《光纤通信课程设计-光孤子通信系统中自相似脉冲的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、光孤子通信系统中自相似脉冲的研究摘要在正常色散条件下，超短光脉冲在光纤放大器中可以演化成具有线性啁啾的自相似抛物脉冲，其演化结果可影响脉冲的压缩质量。本文采用分步傅里叶方法研究了在正常色散光纤放大器中，初始输入脉冲宽度、能量、光纤增益和色散系数对超短脉冲自相似演化结果的影响。发现色散长度是脉冲能否实现自相似演化的关键因素。当色散长度与光纤长度相近(几倍)时，脉冲可以实现自相似演化；两者相差越大，脉冲的自相似演化程度越差。另外，增加初始脉冲能量可以加速脉冲的自相似演化，缩短自相似演化的距离。放大器总增益一定时，增益系数越大，脉冲受非线性扭曲的影响越大，使脉冲的自相似演化结果越差。关键词增益色散抛

2、物渐近，自相似脉冲，线性啁啾，正常群速度色散ABSTRACTIntheconditionofnormaldispersion,ultrashortopticalpulsecanevolveintoselfsimilarityparabolicpulsewiththechirplinearinfiberamplifieranditsevolutionresultscanaffectthecompressionqualityofthepulse.Thispaperpresenttheaffectofevolutionresultoftheultrashortpulse’sselfsimilarit

3、yfrominitialinputpulsewidth,energy,opticalfibergainanddispersioncoefficientbyusingsplitstepFouriermethodinnormaldispersionfiberamplifiersandfindthatthelengthofdispersionisthekeyfactorofwhetherthepuslecanachievetheselfsimilarityevolution.Whenthelengthofdispersionissimilarto(severaltimes)thatof40fiber

4、,thepuslecanachieveselfsimilarityevolution.Andthebiggerthedifferencebetweenthem,theworsedegreeofselfsimilarityevolution.Inaddition,increaseinitialpusleenergecanacceleratetheselfsimilarityevolutionofthepusleandshortenthelengthofselfsimilarityevolution.Whenthetotalgainoftheamplifieriscertain,thegreate

5、rthegaincoefficient,thelargethenonlineardistortioninfluenceofthepusle,whichcontributetoworseselfsimilarityevolutionresultofthepusle.KeyWords:Gaindispersionparabolicasymptote,Selfsimilaritypusle,Linearchip,NormalGVD40目录第一章绪论41.1题研究的背景及意义41.2本文研究的内容6第二章本课题研究的基础与方法62.1光纤放大器的基本特性62.1.1光纤放大器增益82.1.2光纤色散9

6、2.1.3光纤的非线性特性122.2光纤放大器中自相似抛物脉冲的形成及特点122.3输入脉冲的自相似演化条件142.4求解非线性薛定谔方程的分步傅立叶方法142.4.1光谱/时间窗口的选取162.4.2选择步长17第三章自相似脉冲的演化特性173.1恒定增益光纤中自相似脉冲演化数学模型173.2恒定增益光纤参量及算法程序193.3自相似脉冲恒定增益光纤中的演化203.4脉冲自相似演化的渐进性223.4.1脉冲演化的峰值渐进性分析223.4.2脉冲演化的脉宽渐进性分析253.5自相似脉冲在色散递减光纤中的演化263.5.1脉冲演化的理论分析273.5.2脉冲形状因子的介绍313.5.3对传输方程

7、的Matlab仿真35总结39参考文献40附录程序41附录一41附录二4440第一章绪论1.1题研究的背景及意义自相似在光纤通讯领域有着很深远的意义，具有长途大容量，有效的提高脉冲功率，在传输过程中不会产生光波分裂，并且它的脉宽具有良好的线性啁啾，便于优质脉冲的压缩[1]。普通孤子在功率提高时会产生光波分裂而无法获得高功率传输,尽管色散管理孤子可以承受比普通孤子大一个数量级的非线性相移,但其脉冲能