光子晶体光纤中光脉冲“超光速”传输

发布时间：2017-07-19 17:19

  本文关键词：光子晶体光纤中光脉冲“超光速”传输

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【摘要】：为满足未来光通信发展需求,全光网络通信势必会成为以后光通信发展方向。未来全光网络通信的传输大容量很及高速率,迫切需要提高信号光处理的效率。但光信号处理效率的提高依赖于全光缓存器、光开关和光电转换器等全光通信器件的发展,实现全光缓存器最有效的技术路径是快慢光技术。因为基于光纤中的受激布里渊散射实现快慢光具有室温下可实现,系统兼容性好,波长连续可调等很多优点,因此近年来快光与慢光一直是研究热点。首先,本文建立了受激布里渊散射过程理论模型,采用荣格库塔法和特征线法对三波耦合方程组进行了数值模拟并求解。研究了普通单泵浦受激布里渊散射的脉冲半高全宽、信号光功率、光纤长度等对光子晶体光纤中高斯信号的快光传输的影响。探究了在不同信号光波形情况下,矩形和高斯形宽带泵浦光对受激布里渊散射快光传输特性的影响。得出如下结论1.信号脉冲的时间提前量随着输入泵浦功率的增加而增加,也随着布里渊吸收的增加而增加,脉冲展宽因子随着输入泵浦功率和布里渊吸收的增加而减小(其他情况一样)。分析光纤长度对SBS快光传输的影响可知,信号脉冲的时间提前量随着光纤长度的增加而先增加,最后增加缓慢趋于饱和,几乎不随光纤长度增加而增加,此外信号脉冲展宽因子随着光纤长度的增加而先增加后减小。考虑信号脉冲宽度对快光影响,信号时间提前量随着输入脉冲宽度先增加后减小,脉冲展宽因子随着输入脉冲宽度增加后减小。考虑输入信号功率时,对不同输入泵浦功率条件下,信号的时间提前量随着输入信号功率增加缓慢然后趋于饱和,脉冲展宽因子随着输入信号光峰值功率增加而减小然后趋于饱和。2.不论是矩形宽带泵浦还是高斯宽带泵浦,信号的时间提前量都随着输入泵浦带宽的增加而逐渐减小最后趋于饱和,但是脉冲展宽因子都是随着输入泵浦带宽的增加而增加脉冲宽度失真越来越小。其中矩形宽带泵浦比高斯宽带泵浦更能减小信号脉冲失真。3.对同样的波形的输入宽带泵浦带宽,高斯信号比双曲正割信号和洛伦兹信号具有更大的时间提前量和更大的脉冲展宽因子,即更小的脉冲失真。
【关键词】：光子晶体光纤 受激布里渊散射 快光 三波耦合方程
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN253
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景与意义10
• 1.2 光纤快光研究进展10-13
• 1.2.1 早期快光研究进展10-11
• 1.2.2 光纤中受激布里渊散射快光研究进展11-13
• 1.3 光子晶体光纤13-15
• 1.3.1 光子晶体光纤简介13-14
• 1.3.2 光子晶体光纤特性以及研究意义14-15
• 1.4 论文主要内容15-17
• 第2章 受激布里渊散射快光理论模型分析17-34
• 2.1 引言17-19
• 2.1.1 群速度与相速度17-18
• 2.1.2 Kramers-Kronig关系18-19
• 2.2 受激布里渊散射（SBS）19-24
• 2.2.1 SBS介绍19-22
• 2.2.2 受激布里渊散射阈值22-23
• 2.2.3 受激布里渊散射增益谱理论23-24
• 2.3 受激布里渊散射快光理论研究24-29
• 2.3.1 受激布里渊散射实现快光原理24-26
• 2.3.2 受激布里渊散射快光理论模型建立26-29
• 2.4 SBS实现快光的稳态小信号分析29-31
• 2.5 SBS的稳态数值求解31-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第3章 光子晶体光纤的受激布里渊散射研究34-42
• 3.1 引言34-35
• 3.2 三种PCF的在相同输入信号强度下对SBS快光的影响35-36
• 3.3 RB65在不同条件下的对快光传输的影响36-41
• 3.3.1 光纤长度对RB65中受激布里渊散射快光的影响36-38
• 3.3.2 信号脉冲宽度对RB65中的受激布里渊散射快光的影响38-40
• 3.3.3 输入信号功率对RB65中的受激布里渊散射快光的影响40-41
• 3.4.本章小结41-42
• 第4章 宽带泵浦光对受激布里渊散射快光的影响42-54
• 4.1 引言42
• 4.2 理论分析42-45
• 4.3 矩形泵浦对三种信号的SBS快光传输特性影响45-48
• 4.3.1 矩形泵浦的带宽对快光传输特性影响45-47
• 4.3.2 矩形泵浦的输入泵浦功率对快光传输特性影响47-48
• 4.4 高斯形宽带泵浦对三种信号的SBS快光传输特性影响48-52
• 4.4.1 高斯泵浦带宽对输入快光传输特性影响48-50
• 4.4.2 高斯泵浦功率对输入快光传输特性影响50-52
• 4.5 矩形宽带泵浦和高斯形宽带泵浦的SBS快光特性对比52-53
• 4.5.1 泵浦带宽对信号快光特性影响对比52
• 4.5.2 泵浦功率对信号快光特性影响对比52-53
• 4.6 本章小结53-54
• 结论54-56
• 参考文献56-60
• 致谢60-61
• 附录A 攻读学位期间发表的学术论文目录61

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本文编号：563984