资源描述：
《芯径渐缩光纤中的过渡模》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、1997年2月北 方 交 通 大 学 学 报Feb.1997第21卷第1期JOURNALOFNORTHERNJIAOTONGUNIVERSITYVol.21No.1芯径渐缩光纤中的过渡模吴重庆 王 智 吴 峰 简水生(北方交通大学光波技术研究所,北京100044))摘 要 通过芯径渐缩(指数型连续渐缩或阶梯型离散渐缩)的方法,可获得色散随距离下降的光纤,能补偿光纤损耗对孤子传输的影响.但芯径的连续变化,将导致模耦合.分析发现,在连续渐缩光纤中,即使V>214048始终满足,但仍可存在两种模式:①Z→∞的稳态模;②兼有导模和辐射模部分性质的“过渡模”.过滤
2、模的模式场是一系列LP′0m的模式场的迭加,它包括导模LP′01的模式场的辐射模LP′0m(m≥2)的模式场,其中随着r→∞不是迅速衰减而是振荡着缓慢衰减.过渡模具有与激励模相同的传输常数,但幅度却以芯径渐缩的速率衰减.尽管指数型渐缩光纤可增加孤子的传输距离,但“过滤模”的影响始终存在.本文最后给出了在高斯近似下的过渡模和稳态模的功率计算公式.关键词芯径渐缩光纤 过渡模 孤子分类号TN818TN252TransitionModeinCore2RadiusDecreasingFiberWuChongqingWangZhiWuFengJinaShuishen
3、g(InstituteofLightwaveTechnology,NorthernJiaotongUniversity,Beijing100044)AbstractSincethedispersionwilldecreasewithdistanceinexponentialpower,fiberwithdecreasingcoreradii,eitherexponentially(continuousfiber)ordiscretely(steppedfiber),canovercometheeffectinducedbylossonsolitonpro
4、pagation.However,con2tinualvariationofradiiwillcausemodescouplingandtherearetwomodesobservedinthecontinualcore2radiumdecreasingfiber,evenifv>2.4048holdsthroughout.Oneisstablemodewhenz→∞,theotherisaspecialmodewithbothcharactersoftransmis2sionmodeandofradiationmodewhichwecalledittr
5、ansitionmode.Thetransitionmodehasthesametransmissionconstantastheexcitingmode,butitsamplituedreducesatthedecreasingratioofcore2radius.Theeffectoftransitionmodealwaysexistsintheex2ponentialdecreasingfiber,inspitethatitcanefficientlyincreasethedistanceofsolitonpropagation.Formulafo
6、rpoweroftransitionmodeandstablemodeintheGauss’prox2imityisgive.Keywordstransitionmodesolitioncore2radiusdecreasingfiber本文收到日期1996204210 吴重庆 男 1944年生 教授 emailbfgbsqzw@center.njtu.edu.cn1 引言自从1980年美国贝尔实验室的Mollenaucer首次在实验中观察到光孤子以来,光孤子通信的理论与实验均有很大发展.尽管当前单模光纤的传输损耗已经很小,可以确保孤子传得很远,但损耗仍
7、然是一个重要影响因素.1987年,K.Tajima提出利用一种色散随传输距离呈指数下降的光纤对孤子功率进行补偿,其原理是:有损耗光纤的孤子满足方程β25u0″5u-2αz2j+2+e
8、u
9、u=0,5z25T式中u=u(T,z)是孤子脉冲的波形,β0″是群速度色散,α是损耗系数.为使方程中的第二项-2αz群速度色散指数规律下降,和第三项的e项相平衡,从而使孤子超长距离传输不受损耗的影响.为了达到这一目的,可将光纤的芯径设计为指数下降的形式.1990年,俄罗斯学者V.A.Bogatyrev等人首次拉制出芯径渐缩光纤,并用于激光器产生高质量的基态孤子脉冲串.现
10、已研究发现,利用这种光纤不仅能够补偿光纤损耗对孤子脉冲传输的畸变影响,产生高质量
