光纤非线性效应下的XPM孤子脉冲压缩优化研究

该论文标题《基于XPM的脉冲压缩研究》由作者郭剑，来自北京邮电大学光通信与光电子学研究院，深入探讨了在现代光通信领域中的一个重要课题。随着通信传输容量的增长，对信号脉冲的带宽要求日益提高，传统的脉冲源往往难以满足这种需求，这就催生了脉冲压缩技术的研究。论文重点聚焦于利用光纤的交叉相位调制（XPM）效应来压缩脉冲，尤其是针对基本孤子脉冲。 论文首先介绍了背景，指出随着光通信容量的快速扩张，需要能够产生超短脉冲的脉冲压缩技术。常见的压缩方法包括光纤-光栅对和光孤子脉冲压缩，前者在可见光和近红外波段通过色散补偿实现压缩，后者则利用高阶孤子的分裂效应。然而，在常规光纤的1.32μm至1.6μm波段，光孤子压缩对于基本孤子并不适用。 研究者引入了XPM作为新的脉冲压缩手段，通过分析双光束脉冲在光纤中的传输特性，采用了分步傅里叶方法对耦合非线性方程进行了仿真模拟。研究结果显示，基本孤子脉冲确实可以通过XPM实现压缩，并且存在一个最优的压缩光纤长度，随着泵浦功率的增加，所需的压缩长度会缩短，且压缩效果更为显著。此外，论文还发现，在泵浦功率一定的情况下，使用负啁啾的泵浦脉冲能够获得更高的压缩比。 该研究的重要性在于，它不仅扩展了脉冲压缩技术的应用范围，而且还揭示了XPM在特定条件下对于基本孤子脉冲压缩的有效性和优化策略。这对于提高光纤通信系统的数据传输速率和信号质量具有实际价值，特别是在长距离、高速率的光纤通信系统设计中，这项研究成果将有重要指导意义。 关键词：交叉相位调制、孤子脉冲压缩、基本孤子、光纤传输特性。整个研究从理论模型建立到实际应用分析，展示了XPM在脉冲压缩技术中的核心地位，为未来相关领域的研究提供了新的思路和技术支持。