10.2.1光孤子通信的基本原理 如23.5节所述,在强光作用下,光纤的折射率由(23.30)式表示,即光强 感应的介质折射率变化为()=m(0)-m(0)=n22(1021) 由此引起的光相位变化为(O)=①M0、A0)1(1022) 由此,SPM引起的频移为 △() △(1)2mL0 (10.2.3) n ot 如图102.1所示,在脉冲前沿,频率下移;脉冲顶部,频移为零; 脉冲后沿,频率上移。即这种相位调制的结果,表现为频率的变化 引起脉冲前沿谱红移,后沿谱蓝移,因而前沿速度减慢,后沿速度 加快 合□团
10.2.1 光孤子通信的基本原理 2 0 2 n(t) = n(t)－n (t)＝n E(t) ( ) 2 ( ) ( ) n t L n t L c t = = [ ( )] ( ) 2 ( ) n t t L t t t = − = － 如2.3.5节所述，在强光作用下，光纤的折射率由（2.3.30）式表示，即光强 感应的介质折射率变化为 （10.2.1） 由此引起的光相位变化为 由此，SPM引起的频移为 （10.2.3） （10.2.2） 如图10.2.1所示，在脉冲前沿，频率下移；脉冲顶部，频移为零； 脉冲后沿，频率上移。即这种相位调制的结果，表现为频率的变化， 引起脉冲前沿谱红移，后沿谱蓝移，因而前沿速度减慢，后沿速度 加快
时 图10.21脉冲的光强频率调制 合□团
时 间 时间 光强 频 率 0 0 图10.2.1 脉冲的光强频率调制
光脉冲在光纤中以群速度传播,群速度随频率而变,光脉冲 中不同频率的分量将以不同速度传播,导致脉冲展宽,称为群速 色散。在反常色散区,光脉冲的高频分量较低频分量的传输速度 快。此时,群速度的色散效应恰与SPM的影响相反。当合理选择 相关参数,使两种效应的影响恰好彼此抵消时,脉冲就保持其初 始形状传输,因而形成基本光孤子,也称一阶孤子 可以证明,孤子的振幅不是任意的,而是唯一地由非线性系 数、色散值以及脉冲宽度所确定,并且脉冲具有双曲正割分布。 阶孤子的阈值功率可表示为 P=0.766 2|D|A0 当唯一确定的基本孤子注入无损耗光纤后,将沿光纤无失 真地无限传输下去。但实际上,光纤的损耗导致孤子幅度随着 传输距离的增加而降低,同时由于孤子幅度的变化导致脉冲展 宽,但孤子幅度与脉宽之积为常数。这样,通过每隔一段距离 补充脉冲损失的能量,可以使脉宽自动恢复到初始状态。如此 来,就可以增加传输级数,极大地延长传输距离。 合□团
光脉冲在光纤中以群速度传播，群速度随频率而变，光脉冲 中不同频率的分量将以不同速度传播，导致脉冲展宽，称为群速 色散。在反常色散区，光脉冲的高频分量较低频分量的传输速度 快。此时，群速度的色散效应恰与SPM的影响相反。当合理选择 相关参数，使两种效应的影响恰好彼此抵消时，脉冲就保持其初 始形状传输，因而形成基本光孤子，也称一阶孤子。 可以证明，孤子的振幅不是任意的，而是唯一地由非线性系 数、色散值以及脉冲宽度所确定，并且脉冲具有双曲正割分布。 一阶孤子的阈值功率可表示为 2 2 2 3 1 | | 0.766 cn D A P eff = 当唯一确定的基本孤子注入无损耗光纤后，将沿光纤无失 真地无限传输下去。但实际上，光纤的损耗导致孤子幅度随着 传输距离的增加而降低，同时由于孤子幅度的变化导致脉冲展 宽，但孤子幅度与脉宽之积为常数。这样，通过每隔一段距离 补充脉冲损失的能量，可以使脉宽自动恢复到初始状态。如此 一来，就可以增加传输级数，极大地延长传输距离