1 武汉光迅科技股份有限公司，武汉 430205
2 国家电网公司信息通信分公司，北京 100761
3 华中科技大学 武汉光电国家实验室，武汉 430074
文章提出了一种新的应用于高速光纤通信系统接收端的数字背向传输（DBP）算法的步长变换选择方法。通过采用斜线方法对光纤非线性系数的指数形式曲线进行近似，找出使斜线的斜率与原曲线各点斜率差值最小情况下的步长，再用于变步长DBP算法中对光纤传输中的非线性损伤进行补偿。在3 200 km单信道25 Gbaud光纤传输系统中对所提步长选择方案进行了仿真。结果表明，在相同系统中，与其他步长选择方法相比，在最佳入纤功率时所提步长选择方案的Q值提升了0.5 dB；当入纤功率越大、非线性效应越强时，所提方法对于光纤传输非线性损伤的补偿能力更好，而算法复杂度没有改变。
数字背向传输算法 斜线法步长选择 分步傅里叶变换法 DBP algorithm oblique lines method split-step Fourier method
1 西南交通大学 物理科学与技术学院, 成都 610031
2 西南交通大学 信息科学与技术学院, 成都 610031
为了探讨超短光脉冲在分布式光纤放大器中的传输放大特性及影响因素, 建立了光脉冲在光纤放大器中的基本传输方程, 以掺镱光纤放大器为例, 采用分步傅里叶变换法对放大器中光脉冲的演变进行了模拟, 讨论了初始啁啾和增益色散的影响。结果表明, 当光脉冲在分布式光纤放大器中传输时, 光纤的色散、非线性效应均会影响脉冲的形状和频谱, 光脉冲初始啁啾也会对脉冲的传输状态产生影响; 对于宽频谱光脉冲, 增益色散相当于一种损耗机制, 应该考虑其影响。相关结果对光纤放大器的系统设计和优化具有一定的参考价值。
光纤光学 传输特性 分步傅里叶变换法 超短光脉冲 分布式光纤放大器 fiber optics propagation characteristic split-step Fourier transform method ultrashort optical pulse distributed fiber amplifier
1 西南交通大学物理科学与技术学院,四川 成都 610031
2 西南交通大学信息科学与技术学院,四川 成都 610031
为了研究光脉冲在掺镱光纤放大器中的放大传输特性, 建立了光脉冲在分布式光纤放大器中的传输方程, 采用分步傅里叶变换法数值模拟了其传输状态,并着重讨论了频率失谐对光脉冲特性的影响。 结果表明:对于掺镱光纤放大器,随着在放大器中的传输,光脉冲在放大的同时被展宽, 产生变形,其功率谱加宽;当出现频率失谐时,光脉冲的放大能力减弱,并且失去输入时的对称性。 若光脉冲中心频率沿不同的方向偏离介质增益峰值频率,脉冲变形规律不同。因此在设计放大系统时应该考虑光纤放大器的色散、 非线性效应以及频率失谐对光脉冲传输特性的影响。
光通信 传输特性 分步傅里叶变换法 光脉冲 掺镱光纤放大器 频率失谐 optical communication propagation characteristics split-step Fourier transform method optical pulse ytterbium-doped fiber amplifier frequency detuning
1 西南交通大学物理科学与技术学院,四川 成都 610031
2 西南交通大学信息科学与技术学院,四川 成都 610031
光纤放大器用于补偿光信号在光纤中的传输损耗,是全光通信网中的核心器件。 建立了光孤子在分布式 光纤放大器中传输的物理模型,采用分步傅里叶变换法数值模拟了光孤子的传输放大特性,讨论了增益色散对 光孤子形状和频谱的影响。结果表明：在放大器的反常色散区,随着光孤子的放大,会不断地产生啁啾孤子, 孤子频谱会加宽并且产生振荡结构。放大介质的增益色散将会使光孤子幅度下降,宽度展宽,频谱窄化。因此, 光纤放大器的色散、非线性效应和增益色散均会对光孤子的传输特性产生影响。
光通信 传输特性 分步傅里叶变换法 光孤子 分布式光纤放大器 optical communication propagation property split-step Fourier transform method optical soliton distributed fiber amplifier
1 西南交通大学物理科学与技术学院， 成都 610031
2 西南交通大学信息科学与技术学院， 成都 610031
在考虑了增益介质的群速度色散、克尔非线性效应、增益饱和和增益谱后，推导出了光脉冲在介质中的传输方程.采用分步傅里叶变换法数值模拟了高功率线性啁啾脉冲在增益介质中的传输状态，并着重讨论了增益色散对光脉冲形状和功率谱的影响.计算结果表明：当高功率超高斯光脉冲在增益介质中传输放大时，脉冲形状变得尖锐，峰值向脉冲前沿移动；功率谱峰值向低频方向移动，并且在功率谱边缘形成非对称振荡结构；当介质的增益色散增大时，光脉冲光谱宽度变窄，峰值功率减小，因此对于宽光谱脉冲，增益色散将会导致损耗.
高功率 超短脉冲 传输特性 分步傅里叶变换法 增益色散 High power Ultrashort pulse Propagation property Split-step Fourier transform method Gain dispersion
镇江船艇学院 基础实验中心，江苏 镇江 212003
用分步傅里叶变换法求解二阶孤子传输的非线性薛定谔方程，得到了在此条件下孤子传输的数值图形，发现二阶孤子在传输中被压缩，幅值振荡变化。2个二阶孤子在传输过程中没有出现象2个一阶孤子那样周期性碰撞，但2个二阶孤子时间间隔较小时，随传输距离在2个二阶孤子中间周期性地衍生出第3个孤子。研究证明：二阶孤子的传输具有与一阶孤子明显不同的特征。
二阶孤子 非线性薛定谔方程 分步傅里叶变换法 second-order soliton NLS equation method of step Fourier transform
1 西南师范大学,物理学院,重庆,400715
2 四川大学,电子信息学院,成都,610064
通过数值模拟的方法,对高斯孤子在对数型饱和非线性介质中的相互作用进行了研究,考查了两光束间的相对振幅和相对相位对其相互作用的影响.结果表明:高斯孤子之间的相互作用敏感地依赖于两光束间的相对振幅和相对相位.在不同的振幅差异范围内,光束间的主要作用交替地表现为相互排斥和相互吸引,并由于高斯孤子的不稳定性,导致了光束在碰撞后以一种尺寸周期性变化的呼吸模式传输.随着相对相位的增大,两光束间始终持续地表现出强烈的排斥作用,直到相对相位增加到一个2π周期之后.而且碰撞之后,光束也都以呼吸模式进行传输,其分离的角度越大,呼吸就越明显.
高斯孤子 对数型饱和非线性介质 分步傅里叶变换法
1 镇江船艇学院物理系,镇江,212003
2 南京师范大学江苏省光电中心实验室,南京,210097
3 中铁十八局集团第三工程有限公司,河北,涿州,072750
用分步傅里叶变换法求解了孤子对在饱和非线性介质中传输NLS方程,得到了在此条件下孤子对传输的数值图形,与孤子对在Kerr类型的非线性介质中传输图形进行了比较,从而得到介质非线性饱和效应对孤子对传输特性的影响.
分步傅里叶变换法 孤子对传输 饱和非线性 Fourier transform soliton couple nonlinear saturation
