偏振相关损耗与偏振模色散的特性影响及偏振模色散的最新测量方法

研究在偏振模色散（PMD）和偏振相关损耗（PDL）共同作用情况下光传输链路的输出信号偏振态相关函数。研究表明，在光传输链路中偏振模色散的值和偏振相关损耗的值分别不变的情形下。输出偏振状态相关函数的线宽随着偏振相关损耗的增大而增大，随着偏振模色散的增大而变窄。虚拟广义米勒矩阵测量方法（VGMMM）结合了矩阵测量法和微分测量法的优点并克服了它们的不足。可以在对输入偏振态不确定的情况下使用相对较大的频率间隔获得低噪声、高精度的PMD数据，所测结果的准确度高于其它方法。     

光纤偏振模色散和偏振相关损耗对超短光脉冲传输的影响

采用琼斯矩阵与随机耦合的波片模型（Monte—Carlo）方法相结合研究了在偏振模色散（PMD）和偏振相关损耗（PDL）共同作用下，超短光脉冲经光纤传输后脉冲被展宽的统计特性。结果表明，通过与偏振模色散的相互作用，偏振相关损耗可以引起光脉冲的压缩效应，同时脉冲展宽和压缩的概率密度分布与光纤偏振模色散及偏振相关损耗的相对数值存在十分密切的关系。在偏振模色散为0．05ps／km^1/2，光纤长度为75km的情况下，当偏振相关损耗均值从0．07dB／km增加到0．49dB／km时，光脉冲被压缩的概率从4．3％增大到92．9％。无论何种情况下，脉冲压缩和展宽的概率密度均可用瑞利-麦克斯韦分布函数进行描述。     

光纤传输系统偏振模色散对输出信号偏振度的影响

光纤通信系统的偏振模色散(PMD)是限制系统传输容量和距离的关键因素。系统输出信号的偏振度(DOP)反映了系统的偏振模色散。利用光纤通信系统的Jones矩阵模型，在理论上得到了系统的输出光脉冲Stokes矢量的表达式。在此基础上分析和计算了系统的输出脉冲的偏振度特性。结果表明，系统的输出信号的偏振度随入射脉冲偏振态的变化而变化，当入射脉冲偏振态与系统的主偏振态一致时，系统的输出信号的偏振度达到极大；同时，随着系统的偏振模色散幅度的增大而变小。系统的输出信号的偏振度还随着信号原始啁啾系数绝对值的增大而减小，但与啁啾系数的符号无关。     

偏振模色散补偿对脉冲展宽的影响

在高速光纤通信系统中,偏振模色散(PMD)已被认为是限制光纤通信系统性能的一个主要因素,而脉冲的均方根展宽是表征信号传输性能的一个重要的物理量.研究了偏振模色散对脉冲展宽的影响,推导出含有一阶偏振模色散补偿的光纤链路中偏振模色散矢量的自相关函数的分析表达式.在此表达式的基础上,推出了以高斯脉冲为例的一阶偏振模色散补偿系统中的均方根脉宽解析表达式.     

偏振模色散自相关函数的实验测量

采用宽光源和光谱分析仪测量偏振模色散自相关函数,来替代传统的可调谐激光器和偏振计的测量方法,得到了与理论分布曲线基本吻合的结果,这种方法大大缩短了测量时间,使得测量结果更接近光纤中偏振模色散的真实情况.     

锁模光纤激光器中偏振相关输出特性的实验研究

实验观察到非线性偏振旋转锁模光纤激光器输出的偏振相关的多波长输出现象、脉冲频谱边带及其抑制现象,以及多重偏振态导致的脉冲序列峰值调制现象.分析了这些与偏振相关的输出特性的物理成因,指出多波长锁模脉冲输出现象源于激光器中器件的保偏尾纤提供了多个偏振光程;锁模脉冲频谱边带现象源于由色散波同锁模脉冲内与其偏振态相同的脉冲内部成分干涉的结果,通过调整激光偏振态使锁模脉冲演化成矢量孤子就可消除频谱边带问题;时域脉冲序列的峰值调制现象源于激光器中偏振片周期偏振调制导致的矢量孤子多重偏振态.     

弯曲多模光纤偏振相关损耗的研究

介绍了偏振相关损耗(PDL)的概念,重点分析了弯曲可以减少多模光纤中传导模数量和产生感生双折射的原理,说明弯曲可以改变多模光纤的输出偏振态,进而影响多模光纤的PDL。给出了测量多模光纤PDL的方法,并通过实验得出结论,弯曲直径越小,多模光纤中的偏振相关损耗越大。     

偏振相关损耗和PMD共同作用对群时延带来的影响

本文利用琼斯矩阵对偏振模散(PMD)，偏振相关损耗(PDL)以及偏振相关增益(PDG)在光纤通信系统中的联合作用下差分群时延的性质进行了研究。提出了PDL和PDG对系统影响的等效性，研究了PDL和PMD级联的模型，比较了PDL和PDG对系统影响的大小，并用数值模拟验证了理论的正确性。     

偏振度方法监测和控制偏振模色散的失效概率

依据主偏振态理论和一阶偏振模色散(PMD)近似,给出了信号偏振度(DOP)与PMD的解析关系式.考虑到光纤通信链路中光放大器造成的自相位调制(SPM)的影响,通过数值仿真,量化了DOP方法监测40 Gbit/s系统的PMD的失效概率.发现降低放大器输出峰值功率(10～12 dB*m)和引入适当的初始负啁啾(-1)可以显著增大PMD补偿系统作用距离.     

用偏振模色散模拟器加偏振片实现带内光信噪比检测

提出了一种基于偏振模色散(PMD)模拟器加偏振片的带内检测光信噪比(OSNR)的方法,理论分析了检测方法的工作原理,证明了方法不受光纤链路色散和PMD的影响,并且与信号偏振态、调制格式及传输速率无关。测试结果表明:在9dB到34dB的测量范围内,本文检测方法的测量误差在0.5dB内;在1dB的测量误差范围内,对偏振相关损耗(PDL)的容忍范围为1dB。     

一种提高40 Gb/s非归零码系统中偏振度椭球对偏振模色散灵敏度的新方法

提出了利用光带阻滤波器提高 4 0Gb/s非归零码系统中偏振度椭球对偏振模色散灵敏度的方法 ,数值研究了不同滤波器带宽对偏振度椭球三个轴长度的影响。结果表明 ,加滤波器后偏振度椭球对差分群时延和主态旋转率的敏感度明显提高 ,考虑到滤波器引入的损耗 ,提出了在最大差分群时延为 2 0ps时滤波器的带宽应限制在 10GHz以下。另外 ,数值结果还表明在滤波器带宽为 10GHz时 ,小于 4 0ps2 的偏振相关色散不会对偏振度椭球三个轴的长度产生明显的影响     

一种宽带高性能可变极化跟踪器

变极化跟踪装置是动中通卫星通信天线系统关键设备之一。采用阶梯形脊和对称转门结正交模式转换结构设计了一种用于极化跟踪天线的快捷可变极化宽带高性能极化跟踪器,实现了射频信号两个正交极化分量的实时跟踪、分离和提取功能。电磁仿真和优化结果表明,设计的极化跟踪器具有宽频带和高极化隔离性能,在Ku频段大于2 GHz频带内,极化隔离度优于-34.7 d B,端口反射损耗≤-22 d B。     

偏振模色散对光纤Lyot消偏器性能影响的理论分析

借助准单色光部分相干理论,以线偏光为入射光,对光纤Lyot消偏器出射光的偏振度进行了详细的推导。通过分析,认为在消偏过程中起重要作用的因素是光纤的偏振模色散,而不是光纤的双折射。从偏振模色散的角度出发,能够在时间域和频率域内很好地解释光纤Lyot消偏器的消偏机理。     

啁啾光纤光栅对色散和PMD同时进行补偿的研究

提出了一种基于啁啾光纤光栅的能同时对色散和偏振模色散进行补偿的系统，并进行了分析。重点分析了一阶啁啾系统c1和二阶啁啾系数c2的取值范围对系统补偿特性的影响，并进行了数值仿真。     

Mean-square magnitude of all orders of polarization mode dispersionand the relation with the bandwidth of the principal states

Using the retarded plate model, we derive the correlations and the mean-square values of all orders of polarization mode dispersion (PMD) as well as the autocorrelation function of the PMD vector. Our results provide the signal bandwidth below which the first-order approximation of the principal states of polarization is valid. We show that this bandwidth depends only on the mean value of the differential group delay. Our theoretical results are supported by simulations and experiments     

光栅参数对线性啁啾光纤光栅偏振特性的影响

研究了单模线性啁啾光纤光栅的偏振相关损耗特性。运用耦合模理论和传输矩阵分析法推出了反射光的偏振相关损耗,并模拟了光栅的反射谱和偏振相关损耗随光栅参数和双折射量的变化曲线。模拟显示双折射值的变化对啁啾光栅偏振相关损耗的影响非常显著, 尤其是在带边比较陡峭时。啁啾光栅的偏振相关损耗也受光栅的啁啾系数和调制深度的影响。这表明线性啁啾光栅的偏振相关损耗不光依赖光栅双折射量,还依赖其啁啾系数等其他参数。实验结果与理论模拟基本吻合。     

偏振模色散和时延抖动对啁啾光纤光栅色散补偿特性的影响

对存在偏振模色散(PMD)和群时延(GD)抖动的非理想线性啁啾光纤光栅的色散补偿特性进行了研究。实验测量了啁啾光纤光栅的群时延谱和偏振模色散光谱，理论分析和实验测量表明，啁啾光纤光栅差分群时延(DGD)抖动与其时延抖动密切相关。通过数值模拟方法，计算了线性啁啾光纤光栅偏振模色散眼图代价与入射到啁啾光纤光栅色散补偿器的光信号的偏振方向的关系，计算结果表明在使用啁啾光纤光栅色散补偿器时应对光信号的偏振方向进行调整，以获得最佳补偿效果。另外结合实验数据，模拟计算并讨论了非理想线性啁啾光纤光栅群时延抖动和偏振模色散引起的信号的展宽和脉冲形状的劣化。     

一种双分裂环结构的线-圆和线-交叉极化转换器

文中提出了一种高效、多功能的超表面极化转换器,该转换器由双分裂环谐振器周期阵列构成并置于F4B-2介电基板上。通过双分裂环谐振器的耦合效应可以有效拓展工作带宽。采用有限积分法对其极化特性进行分析。仿真结果表明：在5.5～8.55 GHz的频带(相对带宽为43.4%),实现了线极化到圆极化的转换,其能量转换效率优于99.5%;在10.31～15.31 GHz的频带(相对带宽为39%),实现了线极化到其交叉极化的转换,其极化转换比大于0.99。实验上,制备了样品并测试了其极化转换特性,实验结果与仿真结果基本吻合,验证了该转换器设计的合理性和有效性。所提出的超表面具有高效率、大工作带宽、多功能的特点,可应用于无线通信和极化操控设备。     

偏振模色散仿真系统研究

单模光纤内核圆对称结构的破坏而导致的缺陷会在传播时引起光学脉冲变形展宽,从而导致偏振模色散,且偏振模色散具有统计特性。本文通过计算机仿真偏振模色散系统。通过改变通信系统参数,研究一阶偏振模色散对不同通信系统的影响,分析在不同系统参数情况下的偏振模色散群时延差、信号脉冲展宽和信号眼图,并讨论了不同码型对偏振模色散的影响。