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小火龍果

2023-12-01 14:05

RP 系列激光分析設(shè)計(jì)軟件 | 色散補(bǔ)償

色散補(bǔ)償主要是指消除某些光學(xué)元件的色散。不過，該術(shù)語通常也用于更廣義的色散管理，即對某些系統(tǒng)的整體色散進(jìn)行控制（但不一定是完全補(bǔ)償）。例如，其目的可以是避免超短脈沖的過度時間展寬或光纖通信中信號的失真。色散補(bǔ)償主要應(yīng)用于鎖相激光器和電信系統(tǒng)中，但有時也應(yīng)用于光纖傳感器的光傳輸中。

光纖通信鏈路中的色散補(bǔ)償

色散補(bǔ)償是光纖鏈路（即光纖通信）的一個重要問題。在高數(shù)據(jù)速率情況下，調(diào)制信號會出現(xiàn)強(qiáng)烈的色散展寬。在沒有色散補(bǔ)償?shù)那闆r下，每個碼元都會被大幅拓寬，以至于與相鄰的多個碼元嚴(yán)重重疊。即使是中度展寬，大量的碼間干擾也會嚴(yán)重扭曲檢測到的信號。因此，必須在檢測信號之前對色散進(jìn)行補(bǔ)償。

對于 40 Gbit/s 或 160 Gbit/s 等高數(shù)據(jù)速率，脈沖展寬比 10 Gbit/s 等高數(shù)據(jù)速率要強(qiáng)得多。這主要有兩個原因：
1. 較短的碼元持續(xù)時間意味著可允許的傳播時間更短。
2. 信號的頻譜帶寬變大，從而導(dǎo)致更強(qiáng)的時間拓寬。
因此，一般來說，僅補(bǔ)償二階色散通常是不夠的，還需要處理高階色散。例如，在使用具有較大色散斜率的色散位移光纖時，如果只補(bǔ)償二階色散，就會出現(xiàn)問題。圖1顯示了 1550 nm 波長的單個 2 ps 脈沖在經(jīng)過 10 千米和 50 千米這樣的光纖后產(chǎn)生的效果。結(jié)果的失真主要是未補(bǔ)償?shù)娜A色散造成的。

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圖1:當(dāng)僅對二階色散進(jìn)行補(bǔ)償時，三脈沖在經(jīng)過 10 千米（實(shí)線）和 50 千米（虛線）色散位移光纖傳播后的失真。模擬由 RP ProPulse 軟件完成。

由此產(chǎn)生的脈沖失真可能看起來很小。然而，以 160 Gbit/s 的間距對三重 2 ps 脈沖進(jìn)行的仿真表明，即使在這種情況下，也會由于碼元間干擾而產(chǎn)生嚴(yán)重的信號失真。