Нелинейные эффекты в оптоволоконных системах. Клюев В.Г. - 55 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

55
редачи информации до 10
12
бит/с. Выявление предельных возможностей
солитонных систем связи и оптимальных режимов передачи информации
требует учета ряда возмущающих факторов, таких как оптические потери,
дисперсия высших порядков, конкурирующие нелинейные процессы,
взаимодействие солитонов в импульсной последовательности и т. д.
Подчеркнем, что роль нелинейных возмущающих факторов связана,
в первую очередь, не с высокими напряженностями оптических полей, как
это имеет место при самосжатии многосолитонных импульсов, а с боль-
шими длинами распространения, на которых накапливаются искажения
формы импульса.
Математическая модель основывается на уравнении для комплекс-
ной амплитуды q (ξ, τ)
,qi)qq(i
q
6
iqqqq
q
2
1q
i
2
3
3
1
2
2
2
2
2
δ−
τ∂
∂
µ−
τ∂
∂
µ
+
τ∂
∂
µ−+
τ∂
∂
=
ξ∂
∂
(3.51)
где параметр µ=Т
0
/(πτ
0
) пропорционален отношению оптического периода
колебаний Т
0
к начальной длительности импульса, параметр µ
1
=k
3
/(k
2
τ
0
)
характеризует вклад дисперсии третьего порядка, параметр µ
2
=τ
нл
/τ
0
ха-
рактеризует инерционность нелинейного отклика. Проанализируем вклады
возмущающих членов в правой части (3.51).
Оптические потери; компенсация за счет комбинационного уси-
ления
Минимальный уровень оптических потерь (при λ=1,55 мкм) состав-
ляет 0,2 дБ/км, поэтому для оценки их влияния на динамику солитонного
импульса можно воспользоваться методом возмущений. При наличии по-
терь энергия импульса
∫
∞
∞−
τ−ξ dq)(W
2
уменьшается с расстоянием по экс-
поненциальному закону:
.eW)(W
2
0
δξ
−
=ξ (3.52)
Если оптические потери на расстоянии порядка дисперсионной дли-
ны малы, то амплитуда солитона и χ(ξ) будет уменьшаться, а его длитель-
ность
τ(ξ)=χ
−1
расти: ,e
2
0
δξ
−
χ=χ .e
2
0
δξ
−
τ=τ (3.53)
Так, при уровне потерь 0,2 дБ/км длительность импульса увеличится
в 2,7 раза на расстоянии 20 км при начальной длительности τ
0
=10 пс. 
редачи информации до 1012 бит/с. Выявление предельных возможностей
солитонных систем связи и оптимальных режимов передачи информации
требует учета ряда возмущающих факторов, таких как оптические потери,
дисперсия высших порядков, конкурирующие нелинейные процессы,
взаимодействие солитонов в импульсной последовательности и т. д.
      Подчеркнем, что роль нелинейных возмущающих факторов связана,
в первую очередь, не с высокими напряженностями оптических полей, как
это имеет место при самосжатии многосолитонных импульсов, а с боль-
шими длинами распространения, на которых накапливаются искажения
формы импульса.
      Математическая модель основывается на уравнении для комплекс-
ной амплитуды q (ξ, τ)
           ∂q 1 ∂ 2 q      2           ∂ 2      µ1 ∂ 3q      ∂     2
          i =          + q   q − µ 2 q    q + i         − iµ    ( q q ) − iδq, (3.51)
           ∂ξ 2 ∂τ  2                  ∂τ       6 ∂τ  3      ∂τ
где параметр µ=Т0/(πτ0) пропорционален отношению оптического периода
колебаний Т0 к начальной длительности импульса, параметр µ1=k3/(k2τ0)
характеризует вклад дисперсии третьего порядка, параметр µ2=τнл/τ0 ха-
рактеризует инерционность нелинейного отклика. Проанализируем вклады
возмущающих членов в правой части (3.51).

      Оптические потери; компенсация за счет комбинационного уси-
ления
      Минимальный уровень оптических потерь (при λ=1,55 мкм) состав-
ляет 0,2 дБ/км, поэтому для оценки их влияния на динамику солитонного
импульса можно воспользоваться методом возмущений. При наличии по-
                                   ∞
                                         2
терь энергия импульса W (ξ) −       ∫q       dτ уменьшается с расстоянием по экс-
                                   −∞
поненциальному закону:
                             W (ξ) = W0 e −2δξ .                         (3.52)
       Если оптические потери на расстоянии порядка дисперсионной дли-
ны малы, то амплитуда солитона и χ(ξ) будет уменьшаться, а его длитель-
ность
                       τ(ξ)=χ−1 расти: χ = χ 0 e −2δξ , τ = τ 0 e −2δξ . (3.53)
       Так, при уровне потерь 0,2 дБ/км длительность импульса увеличится
в 2,7 раза на расстоянии 20 км при начальной длительности τ0=10 пс.




                                             55

Страницы