《交叉相位调制》PPT课件

1 2 概 述XPM对 光 纤 中 脉 冲 传 输 的 影 响交 叉 相 位 调 制 的 应 用 3 相位 光 的 交 叉 相 位 调 制 是 指 不 同 模 式 （ 不 同 波 长 或 相同 波 长 不 同 偏 振 方 向 的 光 波 ） 在 光 纤 中 共 同 传 输 时 ，产 生 的 传 输 光 波 的 非 线 性 相 移 ， 并 且 这 种 相 移 与 各个 模 式 的 光 场 强 度 都 相 关 。 注 ： XPM不 仅 包 括 同 偏 振 方 向 、 不 同 波 长 之 间的 相 位 调 制 ， 还 包 括 不 同 偏 振 方 向 、 相 同 波 长 之 间的 相 位 调 制 。 42)()()()( 0 )(0 )()( )( jNLjLjNLjLj jjj jjNLjNL nnEP EP 2322)( 2 jjjNL EEnn因 此 ：则 总 的 极 化 强 度 为 ：其 中 ： 考 虑 到 非 线 性 折 射 率 远 远 小 于 线 性 折 射 率 ， 则 非 线 性 折 射率 可 表 示 为 ： 不同频率光波之间的XPM (3-7) 可 见 ， 光 纤 中 一 个 光 波 的 折 射 率 不 仅 与 自 身 的 强 度 有 关 ，还 与 共 同 传 输 的 其 它 光 波 的 强 度 有 关 。 5 XPM引起的非线性相移 当 光 波 沿 光 纤 传 输 时 ， 会 获 得 与 强 度 有 关 的 非 线 性 相 移 ：1NLn 2NLn 6 耦合薛定谔方程 2222221 222 kjkjjjjjijjjjj AfAfcinAtAitAzA dxdyyxFdxdyyxF dxdyyxFyxFf kj kjjk 22 22 , , 7 单 模 光 纤 中 ， 由 于 频 率 的 不 同 模 式 分 布 有 所 区 别 ，但 这 种 差 别 非 常 小 ， 可 以 忽 略 ：耦 合 薛 定 谔 方 程耦合薛定谔方程 求 解 XPM耦 合 方 程 , 可 以 了 解 光 纤 色 散 对 光 纤 中 不同 频 率 脉 冲 之 间 的 XPM效 应 的 影 响 。 8 求 解 XPM耦 合 方 程 得 到 的 结 果 表 明 , 光 纤 色 散 可以 对 光 纤 中 不 同 频 率 脉 冲 之 间 的 XPM相 互 作 用 起 到 一定 的 限 制 工 作 。 这 是 因 为 光 纤 色 散 的 存 在 使 得 中 心 频 率 为 1和2的 两 个 光 脉 冲 具 有 不 同 的 传 输 速 度 ， 在 经 过 一 定 距离 传 输 后 , 两 个 脉 冲 将 完 全 分 离 而 不 再 重 叠 , 这 时 两 个脉 冲 之 间 的 XPM相 互 作 用 也 不 复 存 在 。色散对XPM效应的影响(10.6 - 14) （脉冲同向传输情况） 9 色散对XPM效应的影响（脉冲反向传输情况） 对 于 光 纤 中 沿 相 反 方 向 传 输 的 短 光 脉 冲 , 由 于 脉 冲 重 叠 只 发 生 在 很 短 的 距 离 上 , XPM效 应 对 脉 冲 传 输 的 影 响 可 以 忽 略 。 对 于 反 向 传 输 的 准 连 续 光 波 , XPM对 光 场传 输 的 影 响 与 同 向 传 输 的 情 形 基 本 相 同 。 10 频域和时域效应 12221122211 22 AAAiTAizA j 2212222222222 22 AAATAiTAdzA 1gvztT 21 21 gg gg vv vvd 11 不对称的频谱展宽 12 不对称的时域变化 13 14 在 WDM系 统 中 ， 某 信 道 的 XPM是 其 它 信 道 共 同 作 用 的 结 果 。 XPM已 成 为 WDM系 统 主 要 的 功 率 限 制 因 素 之 一 。 XPM与 信 道 间 隔 以 及 信 道 数 有 关 。 各 信 道 之 间 偏 振 态 的 随 机 性 使 XPM呈 现 复 杂 的 统 计 特 性 。 减小影响的主要方法： 增 大 信 道 间 隔 减 低 信 号 功 率 相 邻 信 道 正 交 偏 振XPM对WDM通信系统的影响