PMD补偿系统中啁啾光纤光栅的啁啾系数和有效折射率的选择.pdf

第2期 (总第8期) 光 子 技 术 年6月 PMD 补偿系统中啁啾光纤光栅的啁啾系数和有效折射率的选择* 范 毅 , 解 军 , 陈鹤鸣 南京邮电大学 光信息技术系 ,南京 210003 摘 要 啁啾光纤光栅是用于偏振模色散补偿的重要光无源器件 本文对基于两个啁啾光纤光栅的偏振模 色散补偿系统进行了分析 重点分析了啁啾光纤光栅的一阶啁啾系数c 和两个光栅之间的有效折射率差 n变 1 化对系统补偿特性的影响 并进行了数值仿真 关键词 PMD; 啁啾光纤光栅 ;啁啾系数 1 引 言 随着光纤通信传输速率的升高, 以往被忽略的偏振模色散 PMD 问题越来越引起人们的重视, 甚至被认 为是制约高速光纤通信发展的最后因素. 特别是通信速率达到10G 40G时 PMD 已成为制约进一步提高传输速 率的一个瓶颈 由于一阶PMD效应是导致系统传输损伤的主要原因 所以大多数补偿效应主要针对一阶偏振模 [1-3] [3] 色散 对PMD 的补偿有多种方法 ,本文对基于线性啁啾光纤光栅的可调谐PMD补偿装置 进行了分析 并用 数值分析方法分析了光纤光栅其它参数确定的情况下 其啁啾系数和两个光栅的效折射率差的变化对补偿特性 的影响 2 补偿装置的原理分析 本文中采用的PMD 补偿系统如图 1 所示 其原理为 偏振控制器调整输入光的偏振态 使之与保偏光纤 的输入相匹配 经过偏振分束器分为TE 模和TM 模 分离后的光经过光纤1 和2 分别到达两个啁啾光纤光栅1 和2 并在光栅上产生布拉格反射 注 由于光纤1 和2 的长度差对补偿结果影响较大 必须先制作一个精度 较高的模板 然后依模板来切割两根光纤 减小他们其长度误差 由于这两个光栅之间存在一个有效折射率差 因此 反射后的 TM 模和 TE 之间存在一个时延差 我们可以利用两个光栅出射端的这一时延差 来补偿 t t 光纤链路中由于 PMD 产生的差分群时延 并且通过对两个光栅的拉伸来对补偿量进行调谐 由于这两个光脉 冲是正交偏振的 因此在光栅的输出端就不会产生干涉 能较好的对光纤链路中的PMD 进行补偿 图1 PMD补偿系统原理图 3 理论分析 光纤光栅是用空间变化的紫外光照射光纤形成的, 假定形成光栅的结果仅是对研究的光 纤导模有效折射率的一种微扰4 于是有 2p dneff (z ) dneff (z )1 V cos z (z) 1 ________________________________ *基金项目 江苏省高校自然科学研究计划项目 南京邮电学院科研基金资助项目 万方数据 42 光 子 技 术 5年6月 dneff (Z ) 为光栅周期内空间平均的折射率变化,V 为折射率变化的条纹可见度, 为平均光栅周期, (Z ) 为 描述光栅的啁啾 4 这里 我们用传输矩阵法 对光栅进行分析 将光栅分为M 段 M 应满足条件 M2 n / l 假定每