脉冲的涨宽与变窄

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。)exp(),0(),(),(zjGyxFrE 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dtjzGtzG)exp(),(),(21)exp(),0(),(zjGzG 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，2C0，在传输的初始段，脉冲宽度变窄，并在距离zmin处压缩至最窄，此处zmin值为zmin=C(1+C2)/LD而最窄的脉宽为Tmin=T0/(1+C2)1/2 由式(3.1.11)和上式可得Tmin=1，可见在zmin处，初始输入的啁啾高斯脉冲已演化为变换限制脉冲变换限制脉冲。2C 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=20，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。这种现象称为色散色散诱导线性频率啁啾诱导线性频率啁啾。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色散导致啁啾，啁啾促进了脉冲展宽。在在正色散区红光频率分量比蓝光分量传输速度快，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(C0)，情况就不同 若满足条件2C0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32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。