非线性多芯光纤的调制不稳定性研究

发布时间：2020-04-06 06:47

【摘要】：本论文工作研究的是多芯光纤中调制不稳定性谱特性,详细分析了双芯光纤中拉曼散射和高阶色散的影响和三芯光纤中等腰对称平面的调制不稳定性,研究工作对基于多芯光纤的模分复用系统非线性效应的研究具有一定的指导意义。通过非线性薛定谔方程,以线性稳定性分析方法,研究发现在无拉曼效应作用下,对称平面波只在正常色散区的第一种色散关系时不存在调制不稳定性增益谱;反对称平面波只在反常色散区才会存在调制不稳定性增益谱;而非对称波都存在增益谱。当存在拉曼效应作用时,三种平面波在反常与正常色散区都出现了调制不稳定性增益;且三种波形在拉曼散射的作用下,增益强度都超过了原先的增益。同样的方法分析高阶色散对双芯光纤的调制不稳定性影响,研究发现,在正常色散区当高阶色散β40时,其增益与无β4影响时的增益都是饱和状态且强度一致;而当β40时,其增益强度随总功率增加而增强,并且增益强度远大于没有β4影响时的增益强度;而在反常色散区,当β40时,其增益随总功率增加而增强,并且增益强度小于没有β4影响时的增益强度;而当β40时,其增益与无β4影响时的增益强度及演变趋势一致。显然,非对称波在高阶色散影响下的调制不稳定性增益会出改变原先的增益强度。同样方法分析了正三角型三芯光纤中等腰对称平面波的调制不稳定性,分析发现有两种形式的场分布:第一种场分布对应的增益谱主要特征与双芯光纤非对称平面波的增益谱相似;另一种场分布下增益谱与双芯光纤非对称平面波增益谱截然不同,显著特征是:零扰动频率即无扰动下,在正常和反常色散区域均可产生不稳定性增益,且在正常色散区域,零扰动频率对应的增益最强;另一方面,耦合系数色散对增益谱的影响在正常和反常色散区域都非常弱,这与其在双芯光纤中的影响截然不同。
【图文】：

示意图,三角型,光纤,示意图

三角型三芯光纤中等腰对称平面波的调全相同，第三芯中场入射功率与其它两功率０Ｐ）必须大于某最小值（ｐｍｉｎ），该最。对一给定的总功率户２邋Ｐｍｉｎ，令一芯户２，有两种形式的场分布：一种是Ｐｉ／＾越来越小，依线性稳定性分析方法，，对称平面波的增益谱相似；另一种是随同样的分析方法，我们发现该场分布下同。逡逑散关系逡逑

场分布,增益谱,反常色散区,正常色散区

我们考虑参数Ｃ邋＝邋２００／ｍ，邋ｙ邋＝邋２．５邋／（ｋＷ邋？邋ｍ），相应的最小入射总功率Ｐｍｉｎ邋＝邋３１６邋ｋＷ。逡逑图邋４－３邋描述／？２邋＝邋－0．0２口５２／１１１，ｙ邋＝邋２．５／（ｋＷ．ｍ），Ｃ＝２００／ｍ，Ｃ！邋＝邋０邋时，ＭＩ邋增益逡逑谱随总功率Ｐ的演化过程，随着Ｐ的增加，该ＭＩ增益带逐步增强；并且图４－３所示逡逑的ＭＩ增益谱与双芯光纤非对称平面波在反常色散区域中ＭＩ增益谱的主要特征非常相逡逑似，耦合系数Ｃ和耦合系数色散（＾对增益谱的影响，亦与双芯光纤类似，在此不再逡逑展示。同样其主要区别是对于相同尺寸和材料的双芯光纤，三芯光纤中最小总功率（３１６逡逑ｋＷ）亦约是双芯光纤最小入射总功率（１６０ｋＷ）的２倍。逡逑反常色散情况下，三芯光纤等腰对称平面波该场分布对应的ＭＩ增益谱与双芯光逡逑纤非对称平面波增益谱相似的主要原因与４．２．１中分析相同。逡逑３４逡逑
【学位授予单位】：南京信息工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN253

【参考文献】