脉冲的涨宽与变窄.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,脉冲的涨宽与变窄,光脉冲传输的基本方程,在单模光纤中传播的光场的每一个频率分量都是平面波，可写成,式中，,G(0,),为初始振幅；,为模式传播常数，,F(x，y),为模式场分布，通常,F(x，y),也与频率和非线性有关，但对谱宽,0,的光脉冲和弱非线性近似下，其依存关系可忽略不计。这里,0,是脉冲频谱的中心频率，称为载频。,在,范围的不同谱分量的光场在光纤中传输关系,对上式作傅氏逆变换，得,脉冲展宽是由,的频率依赖性引起的，不同频率分量的光场将以不同的,(),传输,对,0,表示从脉冲前沿到后沿变化时，瞬时频率线性增加，称为正啁啾或上啁啾;,C0,，,啁啾高斯脉冲单调展宽的速度比非啁啾脉冲的快；,异号时，,2,C0,，,在传输的初始段，脉冲宽度变窄，并在距离,z,min,处压缩至最窄，此处,z,min,值为,z,min,=C,(1+C,2,)/L,D,而最窄的脉宽为,T,min,=T,0,/(1+C,2,),1/2,由式,(3.1.11),和上式可得,T,min,=1,，,可见在,z,min,处，初始输入的啁啾高斯脉冲已演化为,变换限制脉冲,。,2,C 0,时可以实现对初始脉冲的压缩，当,C0,时，可以采用正色散光纤对光脉冲进行压缩，这在光纤通信系统设计中，将可加以利用，对由负色散引起的展宽进行补偿以提高通信容量，称为色散补偿。,通过分析，对具有均方根谱宽,的高斯光谱，得到的展宽因子的解析表示为,式中,V=2,0,，该式提供了一般性光源产生的光脉冲在色散影响下产生的脉冲展宽,色散诱导的线性频率啁啾,脉宽变化反映脉冲频谱结构发生了变化，即使初始脉冲不含啁啾成分，但在色散光纤中传输时，却变成了含啁啾成分的脉冲。这种现象称为,色散诱导线性频率啁啾,。,色散导致的啁啾频率分量，不同频率分量在光纤内以略微不同的速度传输，导致脉冲展宽，这是光纤色散对光脉冲传输特性影响过程的两方面的表现：,色散导致啁啾，啁啾促进了脉冲展宽,。,在正色散区红光频率分量比蓝光分量传输速度快，而在负色散区则相反,对于无初始啁啾脉冲,(,C=0),，,无论在正色散区还是负色散区，都将导致相同的展宽量。,若,2,=0,，,则所有频率分量都同时到达，脉冲宽度就保持不变。,但是对初始啁啾脉冲,(,C,0),，,情况就不同,若满足条件,2,C0,时，色散啁啾与初始啁啾符号相反，将导致净啁啾减小，脉宽变窄，最小脉冲宽度出现在两啁啾相等处，随着传输距离的增加，色散啁啾超过初始啁啾而起支配作用，脉冲又开始展宽，出现图,3,2,中脉宽随传输距离的变化趋势,一般光波系统中，损耗、群色散与非线性效应是影响信号传输特性的三个基本因素。,