北京交通大学 光波技术研究所 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
随着光纤通信和光网络技术的快速发展, 产生和控制色散在许多光学应用中都非常重要。着重介绍了3种产生色散的新型方法的原理、近期发展情况和优缺点, 包括基于模式色散的色散系统、基于电子诱导透明的色散系统和基于实时傅里叶变换的等效色散系统;分析了目前产生色散技术所普遍存在的困难, 对其发展趋势进行了展望, 同时探讨了不同产生色散的技术在光信息处理技术的应用前景。
光纤光学 光纤色散 光学傅里叶变换 模式色散 fiber optics fiber dispersion optical Fourier transform modal dispersion
1 江苏第二师范学院,南京 211200
2 南京邮电大学,南京 210003
为探究如何消除双芯光波导的模间色散,提出了一种纤芯填充高折射率溶液的双空芯光子晶体光纤,并基于全矢量有限元法进行了理论分析,获得了光纤的模式有效折射率、耦合系数、模间色散系数。研究结果表明:当纤芯所填充的溶液折射率为1.40时,光纤的y偏振方向上模间色散在800 nm传输波长处为零,理论上能够完全消除y偏振方向上模间色散导致的脉冲畸变。即,当传输光波长为800 nm时,这种光纤在y偏振方向上可以抑制模间色散,从而可以广泛用于全光开关、超短脉冲传输、光孤子传输等应用场合。
双芯光波导 模间色散 全矢量有限元法 耦合特性 twin-core optical wave-guides inter-modal dispersion full vector finite element method coupling coefficient
哈尔滨工业大学深圳研究生院， 广东 深圳 518055
三次谐波产生（THG）与三光子参量下转换(TPDC)由于频率跨度大，相位匹配条件很难实现。波导模式色散是有效补偿材料色散的工具。但是THG或TPDC的非线性极化强度为奇函数，如果模场分布存在正负分布，则奇函数几乎为0。提出非对称等离子体沟道波导设计，沟道中引入高阶非线性有机材料(DDMEBT)。晶体硅(Si)在沟道底部以破坏波导的对称性。金属包层采用损耗较小的银(Ag)。通过设计波导几何参数，在基频（FF）零阶模式和第三次诣波（TH）一阶模式间获得了有效的相位匹配条件（PMC），相应THG或TPPC的重叠积分远高于对称波导情况。
非线性光学 参量下转换 等离子体沟道波导 相位匹配 模式色散 光学学报
2015, 35(s1): s119002
北京交通大学光波技术研究所 全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
随着光纤通信和光网络技术的快速发展，基于光纤的光信息处理技术引起了越来越多的关注。介绍了几种基于光纤色散的光信息处理技术，包括时间透镜、基于时域展宽的光模数转换技术、光纤光栅传感器的波长解调、图像的时域串行编码技术、全光积分器、光相关器和光的时域频域卷积等。主要介绍了这些技术的原理、近期进展和优缺点。分析了目前基于光纤色散的光信息处理技术普遍存在的困难，对其发展趋势进行了探讨。通过对模式色散和色度色散的比较，探讨了模式色散在光信息处理技术中的发展前景，并介绍了两种基于模式色散的光信息处理技术。
光纤光学 光纤色散 光信息处理 模式色散 光学傅里叶变换 激光与光电子学进展
2013, 50(8): 080023
1 重庆大学通信工程学院， 重庆 400044
2 重庆大学光电工程学院， 光电技术及系统教育部重点实验室， 重庆 400044
分析了双空芯光子晶体光纤(HC-PCF)在纤芯填充液态高折射率温敏物质后的传输特性，应用全矢量有限元法(FEM)研究温度均匀变化时光纤耦合特性、模间色散特性的变化规律。结果表明，在特定温度下，耦合特性随传输波长的增大呈现出先减弱、后增强的变化趋势，且光纤的模间色散存在过零点。通过调节温度或占空比，可以在1.31 μm和1.55 μm两个常用通信波段内实现零模间色散传输，由此能够完全消除模式间相位不匹配导致的脉冲失真，实现能量的完全交换。
光纤光学 模间色散 全矢量有限元法 耦合系数
复旦大学 通信科学与工程系专用集成电路与系统国家重点实验室,上海 200433
总结了多模光纤用于数据通信的优劣点,并分析多模光纤在未来高速大容量长距离无源光接入网(PON)中应用的可行性。从弱导光纤波导理论出发,忽略模内色散以及非线性效应的影响,建立多模光纤的简化模型,并在该简化多模光纤模型的基础上,采用仿真实验的方式,对一些改善多模光纤传输性能的技术:偏心注入,改变模斑尺寸,环形注入以及判决反馈均衡进行了分析,研究和比较。实验结果证明,采用模斑整形(主要是环形注入)与反馈均衡结合的方式可以有效地改善多模光纤的传输性能,使得10 Gb/s信号在多模光纤中传输超过1 km。
多模光纤 模间色散 模斑整形 判决反馈均衡
对椭圆芯手征光纤进行了严格的求解,得到了模式场的解析解;推出了模式特征方程;并对基模的偶模和奇模特征方程进行数值求解;研究了手征参数对不同椭圆比下基模的色散曲线、双折射、模间色散等特性的影响。
椭圆芯手征光纤 手征参数 模式特征方程 色散曲线 模间色散
解析求解了双包层椭圆光纤中的波动方程,得到了模式场精确解及模式特征方程。对基模的特征方程进行了数值计算,给出了不同椭圆比下的归一化双折射和模间色散随归一化频率的变化关系曲线,并与高斯近似解的结果进行了比较。
双包层椭圆光波导 模式特征方程 双折射 模间色散
