收藏本站
《中国海洋大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

光子晶体光纤中40Gbit/s光孤子传输系统的数值研究

王晶  
【摘要】: 由于光子晶体光纤新颖、灵活的特性突破了传统光纤光学的局限,大大拓展了光子晶体光纤的应用范围,并为克服传统光纤发展中的一些技术障碍提供了可能的解决途径。如利用光子晶体光纤可变的色散特性和强非线性效应,易实现孤子传输;又如充分发挥光子晶体光纤的弯曲损耗小、可传送大功率能量等优势,更适用于深海通信。如何实现长距离大容量的信息传输正是目前深海通信、深海探测等领域急需解决问题。本论文设计并数值模拟了光子晶体光纤中40Gbit/s孤子传输系统,为实现超长距离、超大容量新型通信系统提供理论支撑,以满足未来深海探测、深海通信系统的升级、换代的需求。 论文综述了海洋的各种通信方式,包括无线声波通信、电通信、光孤子通信,特别是光子晶体光纤在孤子通信中的应用研究进展。指出未来适用于深海探测、深海通信的最佳方式之一就是采用新型光子晶体光纤为传输媒介、以光孤子为载体的光纤孤子通信系统。利用分步傅立叶方法数值计算了广义非线性薛定谔方程,从孤子脉冲传输和啁啾演变两个方面分析了40Gbit/s孤子系统的传输性能,及其各种效应对系统的影响;利用分步傅立叶方法数值计算了广义耦合非线性薛定谔方程,计算了飞秒孤子俘获现象,分析了光子晶体光纤中偏振复用孤子系统传输的可能性。本论文创新性工作如下: 1)基于光与光纤介质相互作用机理,创建了啁啾研究方法。在光子晶体光纤中,从啁啾入手,推导了孤子形成的条件;针对飞秒孤子传输,推导了三阶色散产生的啁啾;并数值计算了群速度色散、自相位调制、三阶色散、自陡峭、脉冲内拉曼散射等效应产生的总啁啾;通过啁啾演变揭示了孤子传输时各种效应的作用及其相互作用的机理。并且,推导了偏振复用孤子系统中交叉相位调制效应产生的啁啾,分析了偏振模色散和交叉相位调制效应的相互作用所致啁啾演变的特性,进而解释偏振复用孤子的传输特性。 2)利用分布傅立叶变化法,采用Matlab语言,编写了光子晶体光纤中单脉冲传输、系统中128bit脉冲序列的最大传输距离和眼图、在线同步调制和滑频滤波器补偿系统的程序。 3)对光子晶体光纤中飞秒孤子传输的特性进行研究,获得了设计光子晶体光纤中孤子通信系统的有价值的数值解法。计算了理想孤子的传输的条件;数值分析了在传输中高阶色散效应、自陡峭效应、脉冲内拉曼散射效应、初始啁啾对孤子传输的影响:模拟了各种效应同时作用孤子的真实传输状态。并且,通过对光子晶体光纤中孤子脉冲传输的数值计算,发现了光子晶体光纤能够压缩脉冲,而且可获得压缩比较高、底座较小的窄脉冲。 4)数值计算模拟了光子晶体光纤中40Gbit/s孤子传输系统,利用误码率和眼图对系统传输性能进行了评价。重点分析了系统传输最大距离和眼图在随偏振模色散的作用、群速度色散作用和脉冲占空比的变化;根据各种效应所致啁啾,为了优化系统性能,提出了两种系统的补偿方法,即利用同步调制和滑频滤波的方法对系统进行补偿,补偿效果非常明显。 5)根据耦合的广义非线性薛定谔方程,利用分步傅里叶方法,研究了高阶非线性和高阶色散对孤子俘获的作用效果及其域值的影响。发现由于PCF具有较高的模式双折射度,飞秒量级的初始孤子脉冲可实现孤子俘获,分析了光子晶体光纤中实现偏振复用孤子系统的可能性。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TN253

手机知网App
【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 罗习;偏振模色散对光孤子的传输影响及控制补偿研究[D];重庆邮电大学;2011年
2 陈德玺;混合型光子晶体光纤及光孤子传输特性的研究[D];北京交通大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨伯君,张涛,于丽;色散补偿光孤子传输的理论与实验研究[J];半导体光电;2000年06期
2 张晓光;杨伯君;于丽;郑远;俞重远;张茹;席丽霞;李朝阳;刘玉敏;张霞;周光涛;沈昱;陈林;段高燕;张建忠;;高速光纤通信系统偏振模色散自适应补偿关键技术[J];电信科学;2005年12期
3 任国斌,王智,娄淑琴,简水生;光子晶体光纤的模式截止特性研究[J];电子学报;2004年08期
4 林宁,杨伯君,张晓光,刘秀敏;脉冲初始啁啾对色散管理孤子传输性能的影响[J];光电子·激光;2001年02期
5 王勇,殷洪玺,吴德明,徐安士;实现IP Over WDM的新型光波长路由器设计[J];光电子·激光;2001年05期
6 杨广强,张霞,任晓敏,黄永清,陈雪;利用光子晶体光纤实现10Gb/s光传输系统宽带色散补偿[J];光电子·激光;2005年09期
7 娄淑琴,简伟,任国斌,简水生;一种新结构的高双折射光子晶体光纤[J];光电子·激光;2005年11期
8 王肇颖;贾东方;葛春风;倪文俊;李世忱;;10 GHz再生锁模光纤激光器获得光纤超连续谱的研究[J];光电子·激光;2006年01期
9 陈波;彭艳杰;杨广强;张霞;黄永清;任晓敏;;光子晶体光纤宏弯曲损耗特性的理论分析[J];光通信技术;2006年03期
10 张煦;光纤通信的三十年历程和跨世纪展望[J];光通信技术;1995年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘红梅;申唐;;南通既有建筑节能改造技术探讨[J];四川建筑科学研究;2011年06期
2 黄伟同;高永椿;易佑民;;斑点法测量自聚焦棒透镜的周期长度[J];安徽大学学报(自然科学版);1988年01期
3 俞本立,毛红敏;光学超短脉冲整形的研究进展[J];安徽大学学报(自然科学版);2005年02期
4 赵红艳;陈晔;;江苏沿海主要海洋灾害分析与减灾对策[J];安徽农业科学;2009年04期
5 于坤;郭笑天;;光强闪烁对大气激光通信系统误码率的影响[J];安顺学院学报;2010年05期
6 丁希顺;单片微型计算机液位测量系统设计[J];安阳师范学院学报;2005年02期
7 赵策洲;全硅集成光学──理论与工艺(V)(续四) 第五讲 介质波导耦合模理论及硅耦合器[J];半导体光电;1995年01期
8 刘秀敏,李朝阳,李荣华,杨伯君,张晓光;偏振复用孤子测量差分群时延[J];半导体光电;2001年05期
9 秦莉,陆景彬,马春生,王立军;微环谐振器的弯曲损耗[J];半导体光电;2002年02期
10 蔡炬,杨祥林;光孤子通信技术的现状与未来[J];半导体光电;2003年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李玉权;;抛物型折射率分布光波导的严格解[A];1995年全国微波会议论文集(下册)[C];1995年
2 肖浩;杨华;;振幅调制连续光控制梳状频谱产生的研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
3 谢栋;文建国;;一种适合低阈值中红外超连续谱产生的新型微结构光纤[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 马会芳;郑龙;张霞;黄永清;任晓敏;;色散平坦微结构光纤中超连续谱的幅度噪声研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
5 夏兰叶;谢栋;文建国;文双春;;微结构硫化物光纤中中红外超连续谱的产生[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
6 郑沛楠;宋翔洲;陈学恩;;2008年初中国南方地区雪灾成因分析[A];“2010年北京气象学会中青年优秀论文评选”学术研讨会论文集[C];2011年
7 朱颖;陆毅;俞立军;李汉荣;牛红光;;海洋战场环境融合显示技术的研究[A];第二届“测绘科学前沿技术论坛”论文精选[C];2010年
8 马润赓;李喆;刘少峰;;卫星遥感与海洋战场环境空间框架的建设[A];中国测绘学会九届三次理事会暨2007年“信息化测绘论坛”学术年会论文集[C];2007年
9 柴常;;高阶效应对脉冲压缩的影响[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
10 李建华;王荣;徐智勇;朱勇;;一种新的应用小波变换的直接检测BOTDR系统[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王雪;双芯长周期光纤光栅制备方法及特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 刘友永;水声差分跳频通信关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 唐艳红;基于航海雷达的海浪遥测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 余枫;海上搜救模拟器中近海溢油的实时仿真与可视化研究[D];大连海事大学;2010年
5 陈春涛;多传感器卫星数据黑潮变异研究[D];中国海洋大学;2010年
6 胡利民;大河控制性影响下的陆架海沉积有机质的“源—汇”作用[D];中国海洋大学;2010年
7 徐洪梅;水下非均匀光场的目标探测研究[D];中国海洋大学;2009年
8 王云飞;东海赤潮监测卫星遥感方法研究[D];中国海洋大学;2009年
9 张鑫;深海环境及深海沉积物拉曼光谱原位定量探测技术研究[D];中国海洋大学;2009年
10 宋军;水交换模型的理论方法及应用研究[D];中国海洋大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹唯伟;基于拼音编码的水下语音通信发射端的设计与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 解恺;基于多载波直扩码分多址的水声通信技术研究与实现[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 张凤丽;基于可见光的水下宽带无线通信仿真研究[D];中国海洋大学;2010年
4 霍军;海域承载力影响因素与评估指标体系研究[D];中国海洋大学;2010年
5 张乐;合成孔径雷达图像用于海岸线检测[D];中国海洋大学;2010年
6 李佩佩;黄河口及黄、渤海溶存甲烷和氧化亚氮的分布与释放通量[D];中国海洋大学;2010年
7 王娟;波浪浮标传感器综合测试系统[D];中国海洋大学;2010年
8 杨光;基于分数阶傅立叶变换的水声信道多参数估计算法研究[D];中国海洋大学;2010年
9 杨斌;中国东海、黄海和南海北部海水中挥发性卤代烃的分布与通量研究[D];中国海洋大学;2010年
10 宋诗艳;深海内波弱非线性模型的建立及其在南海应用的研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘秀敏,李朝阳,李荣华,杨伯君,张晓光;偏振模色散补偿系统[J];半导体光电;2001年06期
2 蔡炬,杨祥林;光孤子通信技术的现状与未来[J];半导体光电;2003年01期
3 汪仲清;罗习;曹昶;刘志伟;邬墨家;;随机双折射光纤中孤子的相互作用与控制[J];半导体光电;2010年04期
4 代红英,汪仲清;光纤孤立子与光孤子通信[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2004年06期
5 王晶,苗洪利;双折射光纤中三阶色散对孤子稳定性的影响[J];光电子·激光;2001年02期
6 张煦;光纤通信的三十年历程和跨世纪展望[J];光通信技术;1995年03期
7 王建飞;王高刚;张逸新;;标准单模光纤宏弯曲损耗的理论研究[J];光通信研究;2006年06期
8 杨祥林,赵阳;非线性单模光纤中源啁啾孤子相互作用[J];光学学报;1989年11期
9 陈伟成,徐文成,张书敏,罗爱平,郭旗,刘颂豪;强双折射光纤中色散效应对偏振模传输的影响[J];光子学报;2001年06期
10 王晶,林宁,杨伯君;滑频滤波器对偏振模色散补偿之研究[J];光子学报;2001年07期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王润轩,窦春升,周晨立,岳喜成;光子晶体光纤色散特性的研究[J];半导体光电;2005年03期
2 阿不都热苏力,帕尔哈提;电磁波在周期介质中的传播及二维光子晶体的光子带结构[J];发光学报;2003年02期
3 王晶,苗洪利,刘秀敏,冯璐,冯启元;单模光纤反常色散区零色散波长附近的啁啾演变[J];光电子·激光;1998年01期
4 鞠晓丹,刘兆伦,倪正华,高艳东,李曙光,侯蓝田,刘晓东;光子晶体光纤在光通信中的色散补偿应用[J];光通信技术;2004年07期
5 陈波,杨广强,张霞,黄永清,任晓敏;光子晶体光纤与普通单模光纤之间耦合损耗的理论分析[J];光通信技术;2005年05期
6 赵玉成,魏道平,李唐军,陈根祥,简水生;普通单模光纤色散补偿传输的实验研究[J];光学学报;2000年08期
7 宋俊峰,王海嵩,常玉春,王立军,许武,杜国同;光子晶体光纤的基模分析[J];光学学报;2002年09期
8 任国斌,娄淑琴,王智,简水生;等效折射率模型研究光子晶体光纤的色散特性[J];光学学报;2004年03期
9 安鹤男,欧阳征标,许桂雯,孙一翎,阮双琛,李景镇,张道中;二维光子晶体结构参量对光子禁带特性的影响[J];光学学报;2004年06期
10 曹文华,姚爱民,廖常俊,李明智,郭旗,刘颂豪;皮秒脉冲在色散缓变光纤中的孤子效应压缩[J];光学学报;1994年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 窦光宇;; “光孤子通信”[J];世界发明;2002年05期
2 刘秀敏,张晓光,林宁,杨伯君;用同步调制方法降低偏振模色散影响的理论研究[J];光子学报;2000年08期
3 王晶,苗洪利,刘秀敏,冯启元;反常色散区高阶色散对啁啾演变的影响(英文)[J];量子光学学报;1998年03期
4 张晗;;改变人类生活的孤子[J];百科知识;2010年16期
5 王晶,苗洪利,冯启元;交叉相位调制所致啁啾的研究[J];中国激光;2000年08期
6 常甲辰;第五代光纤通信——光孤子通信[J];百科知识;1995年09期
7 王晶,苗洪利,冯启元,刘秀敏;单模光纤正常色散区啁啾演变研究[J];中国激光;1997年07期
8 钟卫平;全光非线性光孤子通信系统技术[J];物理;1999年10期
9 孔令银;黄德修;;掺铒光纤激光器[J];光电子技术;1993年04期
10 余建军,杨伯君,李朝晖,于丽,张晓光,管克俭;2.5Gb/s,52km 的光孤子通信实验系统[J];高技术通讯;1998年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴辉;陈金鹰;;浅析光孤子通信技术[A];四川省通信学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 杨祥林;;光孤子通信技术的发展[A];全国第十次光纤通信暨第十一届集成光学学术会议(OFCIO’2001)论文集[C];2001年
3 冯璐;;面向21世纪的非线性光纤光孤子通信[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
4 孙鹏飞;冯晓云;曲健伟;;基于空间矢量的同步调制策略研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
5 杨祥林;蔡炬;;走向商用化的光孤子通信技术[A];全国第十一次光纤通信暨第十二届集成光学学术会议(OFCIO’2003)论文集[C];2003年
6 岳炳良;田彬;;战略光纤通信系统若干技术的探讨[A];江苏省通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年
7 张鹏;;光孤子在传输中相互作用的研究[A];全国第十二次光纤通信暨第十三届集成光学学术会议论文集[C];2005年
8 柴常;;高阶效应对脉冲压缩的影响[A];全国第十三次光纤通信暨第十四届集成光学学术会议论文集[C];2007年
9 王志斌;李志全;阎丽娟;牛立勇;;光孤子通信的基础研究[A];2004全国光学与光电子学学术研讨会、2005全国光学与光电子学学术研讨会、广西光学学会成立20周年年会论文集[C];2005年
10 张涛;方群;方肇伦;;双光路同步调制提高微流控系统中基于发光二极管的荧光检测的信噪比[A];第二届全国微全分析系统学术会议论文摘要集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前9条
1 刘芝;发达国家“抢滩”光孤子通信[N];大众科技报;2001年
2 ;光孤子通信——未来的光通信技术[N];人民邮电;2001年
3 特约撰稿人 陈锋;光孤子通信:完美版全光网[N];通信产业报;2005年
4 黄中;全光通信展望[N];中国知识产权报;2001年
5 黄中;未来的光弧子通信[N];中国知识产权报;2000年
6 ;光纤通信技术简介[N];北京电子报;2001年
7 本报记者 冯海波 卢育辉 符王润 谭允;院士抒怀 浓浓科技创新情 拳拳报国赤子心[N];广东科技报;2007年
8 彭丹梅;史朝翔:厚积薄发 携梦起飞[N];中国高新技术产业导报;2005年
9 ;影响光纤未来的五大技术[N];中国计算机报;2000年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 王晶;光子晶体光纤中40Gbit/s光孤子传输系统的数值研究[D];中国海洋大学;2008年
2 王志斌;光孤子在光纤中传输的特性研究[D];燕山大学;2007年
3 郝瑞宇;可变参量光纤系统中光脉冲的传输特性研究[D];山西大学;2007年
4 王瑞;面向机车牵引的感应电机传动技术研究[D];华中科技大学;2012年
5 王华;光孤子的长距离稳定传输及三角形光脉冲的研究[D];南开大学;2010年
6 刘年生;神经网络混沌加密算法及其在下一代互联网安全通信中的应用研究[D];厦门大学;2003年
7 李九生;光纤型行波调制器理论分析与设计探讨[D];天津大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 佘彦超;超冷原子电磁感应透明介质中的光孤子[D];湘潭大学;2010年
2 李亚;耗散光子弹的碰撞特性及其在全光逻辑中的应用[D];湘潭大学;2011年
3 贾颖巍;基于DSP的可编程交流电源的研究与设计[D];河北工业大学;2007年
4 王凤姣;单模光纤中飞秒光孤子的研究[D];湘潭大学;2003年
5 任继锋;超高速通信中光孤子传输特性的研究[D];武汉理工大学;2006年
6 房玉锁;掺杂光纤中光孤子的传输[D];吉林大学;2008年
7 孟小波;周期性光晶格中的孤子传输特性及开关行为[D];江苏大学;2009年
8 李瑞夫;同步调制下异步电机矢量控制研究[D];北京交通大学;2011年
9 罗龙;光纤通信系统中耗散孤子间的相互作用[D];湘潭大学;2011年
10 陈曦;光孤子通信系统中偏振模色散的研究[D];电子科技大学;2009年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026