通过光学相位共轭抑制光纤通信非线性效应的性能研究

发布时间：2020-04-06 15:45

【摘要】：伴随着光纤通信的飞速发展,传输距离远、传输速率高、传输带宽大的光纤通信系统迫切地被人们需要,但光传输中光纤色散以及非线性效应等因素的存在又阻碍了人们朝着更远、更高、更快的目标前进,因此抑制光传输中光纤的色散以及非线性效应尤为重要。光学相位共轭(OPC)不仅理论上可以完全抑制光传输中光纤的非线性损伤,还可以补偿光纤的偶阶色散,并且在光传输中因不存在光电-电光的相互转换而减少能量损失,从而被人们广泛关注。本文从麦克斯韦方程组出发,通过麦克斯韦方程组求解出波动方程,再由波动方程详细地推导出非线性薛定谔方程,然后利用非线性薛定谔方程解释OPC对光纤非线性效应的抑制原理,并针对OPC模型的结构,详细地研究了四波混频效应(FWM)的转换效率。首先从理论上推导了FWM转换效率的表达式,并利用表达式找出影响FWM转换效率的关键因素;然后通过仿真软件建立FWM仿真平台并模拟FWM过程,仿真了不同条件因素下的FWM最大转换效率;最后搭建FWM实验平台并验证仿真结果。基于OPC对光纤通信系统非线性效应的抑制,本论文分别研究了OPC对单信道光纤通信系统以及WDM光纤通信系统非线性效应的不同抑制程度。首先通过公式推导得到添加OPC模块后单信道QPSK光纤通信系统的SNR,并计算理论Q值。然后针对单信道QPSK光纤通信系统,进行了传输速率为10Gbit/s,传输距离为50km的实验,实验结果与理论结果基本吻合,证明了OPC能够有效地抑制光纤非线性效应,提升系统性能。最后通过仿真软件搭建仿真系统,从入纤光功率、传输速率、传输距离以及调制格式等方面,研究了OPC对单信道以及WDM光纤通信系统非线性效应的抑制,仿真结果表明添加OPC模块后的系统不仅接收端信号质量得到提高,最大输入光功率阈值也得到了提高。
【图文】：

OPC的带宽利用率

FWM 实验平台
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.11

【参考文献】

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1 肖晓晟;利用色散管理和相位共轭抑制光纤通信系统中的克尔效应[D];清华大学;2006年

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本文编号：2616708