4.光纤非线性.pptVIP

4.光纤的非线性; 二阶非线性系数d导致产生二次谐波及和频等一系列非线性效应。但它仅缺乏分子量级反转对称的介质才不为0。对 对称分子石英玻璃的d±0，所以光纤通常不表现出二阶非线性效应，主要讨论其三阶非线性效应。 A.非线性折射：折射率佼核与光强（弹性效应） 总折射率： 弹性：自相关调制（SPM:self phase modulation） 交叉相关调制（XPM:Cross phase Modulation）; B、受激非弹性散射：非线性介质有能量交换 1.受激拉曼散射：Stimulated Raman Scattering——SRS 2.受激布里渊散射： Stimulated Brillouin Scattering——SBS C参量过程： 四波混频：FWM-Four Wave Mixing;二、有效长度（effective length）;Date;三、Effective Area;对色散光杠杆：;四、Self -Phase Modulation; C、基波另外的分量会引起频率的啁啾，并且改变其色散 D、忽略3次谐波 ;;五、基波（SPM:相位是光强的函数）; 2、典型： C 、SPM 啁啾 1、与强度有关的波失导数负的相移 2、该负折射的脉冲中心最大，在脉冲边缘最小 3、瞬时频率 ; 信号频率的瞬间变化： ;4、The leading edge:;五、Cross phase Modulation XPM;非线性电极化：; 1、非线性效应在WDM中产生新的频率成分 2、分量 ， 和 与基波没有实现相位匹配，可忽略。 3、分量 和 是四波混频 4、剩余为SPM和XPM成分 5、XPM和SPM的作用相似 6、如果E1=E2，XPM的效应是SPM的2倍。;7、实际上通过增大WUM信通的间距来降低XPM 8、1—2ps/(km.nm)对WDM（~100GHz间距）是够使脉冲各自走开由于其群速不同。 9、由于脉冲离散：pulse-walk-off，在标准的SMF中，XMP可忽略 10、在色散位移光纤中，脉冲并不“各自走开”，对称率超过10Gb/s的光纤，在0色散波长处，XMP变得突出。 ;六、Raman Scatering;光强：通常说光的强度（光强），是指单位面积上的平均光功率或者光的平均能流密度。作为电磁波这应由poynting vector　　　 确定，因电磁波中　　　且　　　　　　。 poynting vector的瞬时值为： 在光频波段所有磁化机制都不起作用 光学折射率： 　　　 　　; 对简谐振动平均值： 故光强为： 七、四波混频（Four-wave Mixing-FWM ） 假定ＷＵＭ??号 ; 非线性极化;在０色散时在ＷＤＭ中特别是当信道间隔很小的时候，可能有相当大的信道功率，通过四波混频过程转换到新的光场中去，这一转换一方面直接导致信道功率损耗，另一方面，还会产生串话引起信道间干扰。 ; 6、假定 约比信号低20dB 7、这一程度的Cross-talk 是无法忍受的 8、实际上由于没有理想的相位匹配，FWM成分的功率较低。 ;八、光孤子Solitons;1、Gaussian pulse;2、Fourier Transform ofGaussianPulses; G.P.可以看成是平面波的合成;3、纵向波矢的频率色散;4、脉冲的形状是每个频率成分的合成;5、脉冲传播;Booviginal Pulse;6、脉冲展宽;材料色散; 正常色 长波的V比短波的慢 反常色 长波的V比短波的块 ;反常色散