6交叉相位调制

1光纤中的非线性效应（交叉相位调制）2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3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。42)()()()(0)(0)()()(jNLjLjNLjLjjjjjjNLjNLnnEPEP2322)(2jjjNLEEnn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。5XPM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：1NLn2NLn6耦合薛定谔方程2222221222kjkjjjjjijjjjjAfAfcinAtAitAzAdxdyyxFdxdyyxFdxdyyxFyxFfkjkjjk2222,,,,7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。8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(10.6-14)（脉冲同向传输情况）9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。10频域和时域效应1222112221122AAAiTAizAj221222222222222AAATAiTAdzA1gvztT2121ggggvvvvd11不对称的频谱展宽12不对称的时域变化1314在WDM系统中，某信道的XPM是其它信道共同作用的结果。XPM已成为WDM系统主要的功率限制因素之一。XPM与信道间隔以及信道数有关。各信道之间偏振态的随机性使XPM呈现复杂的统计特性。减小影响的主要方法：增大信道间隔减低信号功率相邻信道正交偏振XPM对WDM通信系统的影响