交叉相位调制ppt课件.ppt

光纤中的非线性效应(交叉相位调制)*概述XPM对光纤中脉冲传输的影响交叉相位调制的应用主要内容*交叉相位调制(XPM)光的交叉相位调制是指不同模式(不同波长或相同波长不同偏振方向的光波)在光纤中共同传输时,产生的传输光波的非线性相移,并且这种相移与各个模式的光场强度都相关。注:XPM不仅包括同偏振方向、不同波长之间的相位调制,还包括不同偏振方向、相同波长之间的相位调制。*因此:则总的极化强度为:其中:考虑到非线性折射率远远小于线性折射率,则非线性折射率可表示为:不同频率光波之间的XPM(3-7)可见,光纤中一个光波的折射率不仅与自身的强度有关,还与共同传输的其它光波的强度有关。*XPM引起的非线性相移当光波沿光纤传输时,会获得与强度有关的非线性相移:*耦合薛定谔方程*单模光纤中,由于频率的不同模式分布有所区别,但这种差别非常小,可以忽略:耦合薛定谔方程耦合薛定谔方程求解XPM耦合方程,可以了解光纤色散对光纤中不同频率脉冲之间的XPM效应的影响。*求解XPM耦合方程得到的结果表明,光纤色散可以对光纤中不同频率脉冲之间的XPM相互作用起到一定的限制工作。这是因为光纤色散的存在使得中心频率为ω1和ω2的两个光脉冲具有不同的传输速度,在经过一定距离传输后,两个脉冲将完全分离而不再重叠,这时两个脉冲之间的XPM相互作用也不复存在。色散对XPM效应的影响(-14)(脉冲同向传输情况)*色散对XPM效应的影响(脉冲反向传输情况)对于光纤中沿相反方向传输的短光脉冲,由于脉冲重叠只发生在很短的距离上,XPM效应对脉冲传输的影响可以忽略。对于反向传输的准连续光波,XPM对光场传输的影响与同向传输的情形基本相同。*频域和时域效应*