超高斯脉冲在常规单模光纤中的传输特性分析(2)

本文从非线性薛定谔方程出发,应用分步傅立叶变换法仿真超高斯脉冲在常规单模光纤(G.652)1550nm波段上的传输。分析了二阶群速度色散(GVD)、自相位调制(SPM)对传输特性的影响,讨论了输入功率变化以及有初始啁啾情况时脉冲的演变情况,从而得出了在负色散区域实现光脉冲无啁

2 U' '=NU=iγP0U'U' （5） 第一步求解非线性算子： z

此方程是常微分方程，设初值为U(0,T)，方程的解为：

U′(z,T)=U(0,T)exp[iγP0(0,T)z] （6） 23 Uα1 U1 U = U β=DU+β （7） 第二步求解色散算子：23 z22 T26 T3

%分别表示傅立叶变换和反傅立叶变换，方程（7）可变为： F和F2

%{exp[(iβω2 iβω3 αz] F[U′(z,T)]} （8） U(z,T)=F23262

3. 数值仿真及结果分析

常规单模光纤（G.652）中, λ=1550nm：β2= 20ps/km、β3≈0、γ=3Wkm。无啁啾的超高斯脉冲：U(0,T)=exp[ (2 1 1T2m)]；以m=3的无啁啾超高斯脉冲为例。 T0

3.1 GVD+SPM影响下超高斯脉冲的传输特性

首先仿真出分别只有二阶色散和只有SPM单独作用时的脉冲形状，如下图1所示。

图1 红线：二阶色散效应单独作用下的脉冲形状 蓝线：SPM单独作用下的脉冲形状

由图1得到：GVD对超高斯脉冲影响大，脉冲展宽严重，并伴随波形的不稳定；正色散区和负色散区的GVD效应导致脉冲相同程度的展宽；SPM单独作用，不会改变脉冲形状。

然后研究超高斯脉冲在GVD、SPM共同作用情况下的传输脉冲形状[4]。红线为不考虑SPM时GVD单独作用结果，绿线为加入SPM效应的结果。