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。
~%eZQgqA* y_``-F&Z 光纖通信鏈路中的色散補(bǔ)償
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KDg|d G>edJPfQ 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。
btOx\y} lT?Vt`==~M 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:
z? Iu;X 1. 較短的碼元持續(xù)時間意味著可允許的傳播時間更短。
P^aNAa 2. 信號的頻譜帶寬變大,從而導(dǎo)致更強(qiáng)的時間拓寬。
g#Z7ReMw 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。
XL/V>`E@ ,\-4X o)wOXF dUQ)&Hv 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。
i,zZJ=a$ /hur6yI8 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。
DzbcLg%:W m2%n: @.,Mn# hzk4SOT( 圖2:僅對二階色散進(jìn)行補(bǔ)償時,色散位移光纖 10 千米(實線)和 50 千米(虛線)后的脈沖畸變。
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