光纖中基于SBS的慢光及其畸變的研究.pdf

1、近年來，光纖中基于受激布里淵散射(SBS)產(chǎn)生慢光的研究已經(jīng)成為光纖通信領(lǐng)域和光纖非線性光學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。這是因?yàn)閷?shí)現(xiàn)SBS慢光的泵浦光功率閾值比較低，波長(zhǎng)具有可控性，室溫下容易操作，以及與現(xiàn)代光通信系統(tǒng)兼容等優(yōu)點(diǎn)。本文采用有限差分法對(duì)三波耦合方程組進(jìn)行數(shù)值模擬求解;利用畸變管理方法對(duì)具有不同增益帶寬的光纖SBS慢光系統(tǒng)的延遲時(shí)間和信號(hào)畸變進(jìn)行了理論研究。論文的主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　 1.窄帶SBS慢光的研究小信號(hào)增益下，推

2、導(dǎo)出了斯托克斯波的復(fù)波失，以及延遲時(shí)間和展寬因子的表達(dá)式。解析解表明:脈沖信號(hào)相對(duì)延遲越大，信號(hào)的失真也就越大。
　　 飽和增益下，利用有限差分法數(shù)值求解了三波耦合方程，得出了光信號(hào)脈沖寬度、光纖有效截面和布里淵共振帶寬對(duì)信號(hào)延遲和展寬的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在不同入射信號(hào)脈沖寬度下，延遲時(shí)間和展寬因子隨泵浦功率均是先增加后減小，對(duì)于較短脈沖信號(hào)，獲得的展寬比較大;較大的有效截面積和較小的增益帶寬使得信號(hào)光具有更大的飽和功率值，獲得的

3、延遲時(shí)間也較大。
　　 2.寬帶單增益SBS慢光的延遲時(shí)間和信號(hào)畸變的研究采用畸變衡量方法，推導(dǎo)出了寬帶單增益結(jié)構(gòu)下的延遲時(shí)間、振幅偏差和相位偏差的表達(dá)式。通過對(duì)相對(duì)時(shí)間延遲、振幅畸變和相位畸變隨增益因子和入射脈沖頻率帶寬變化規(guī)律的研究發(fā)現(xiàn)，畸變限制下，可允許的最大帶寬比為0.2，獲得的最佳相對(duì)延遲時(shí)間為0.57。
　　 3.寬帶單增益單補(bǔ)償SBS慢光的延遲時(shí)間和信號(hào)畸變的研究補(bǔ)償結(jié)構(gòu)下，計(jì)算出了獲得平坦增益譜的條件即兩

4、寬帶泵浦功率之比有關(guān)，引入了參量了K。研究了時(shí)間延遲，相對(duì)時(shí)間延遲，振幅畸變，相位畸變隨K，增益因子，入射信號(hào)的頻率帶寬等參量的變化情況。研究得出:畸變限制下，允許的最大帶寬比為0.67，最佳相對(duì)延遲時(shí)間為0.46;引入的補(bǔ)償結(jié)構(gòu)能抵消較強(qiáng)增益譜的頂部而獲得平頂?shù)脑鲆孀V，有效的減小了信號(hào)脈沖的畸變，不足是獲得的相對(duì)延遲時(shí)間不高。
　　 4.寬帶雙增益SBS慢光的延遲時(shí)間和信號(hào)畸變的研究雙寬帶泵浦疊加引入了雙泵浦頻率間隔δ，經(jīng)對(duì)復(fù)

5、波矢計(jì)算可知，δ對(duì)色散有一定影響，當(dāng)δ=0.72γG時(shí)，二階色散為零，δ=0.60γG三階色散為零。討論研究了兩種情況下的延遲時(shí)間，相對(duì)延遲時(shí)間，振幅畸變和相位畸變隨增益因子，帶寬比的變化關(guān)系，得出:振幅畸變?cè)谡麄€(gè)色散畸變中起著主導(dǎo)作用，尤其是二階色散，如果能抵消二階色散，那么信號(hào)的失真也將得到很好的控制;在k2=0，畸變的限制下，可允許的最大帶寬比約為0.64，最佳相對(duì)延遲時(shí)間為1.05;在k3=0時(shí)，畸變限制下，允許的帶寬比達(dá)到0.