交叉相位调制
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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。
8
(10.6 - 14)
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,
15
16
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。
9
频域和时域效应
A1
z
i 2
21
2 Aj T 2
i1
Baidu NhomakorabeaA1 2 2 A2 2
A1
A2
z
d
A2 T
i 2
22
2 A2 T 2
2
A2 2 2 A1 2
光纤中的非线性效应 （交叉相位调制）
1
主要内容
概述 XPM对光纤中脉冲传输的影响 交叉相位调制的应用
2
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。
A2
T t z vg1
d vg1 vg2 vg1vg 2
10
不对称的频谱展宽
11
不对称的时域变化
12
13
XPM对WDM通信系统的影响
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。
3
不同频率光波之间的XPM
因此：
P
NL
(
j
)
0
( j) NL
E
j
则总的极化强度为：
P( j ) 0 j E j
其中：
j
( L
j
)
( j) NL
(nL( j)
n( j) NL
)
2
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：
n( j) NL
n2
E
j
2
2
E3 j
2
(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。
4
XPM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：
n1NL nN2 L
5
耦合薛定谔方程
Aj
z
1 j
Aj t
i 2
2
j
2 Aj t 2
i
2
Aj
in2 j
c
f jj Aj 2 2 f jk Ak 2
Fj x, y 2 Fk x, y 2 dxdy
f jk
Fj
x,
y
2
dxdy
Fk x, y 2dxdy
6
耦合薛定谔方程
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
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。
7
色散对XPM效应的影响
（脉冲同向传输情况）
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。
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
14
人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。
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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,
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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。
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频域和时域效应
A1
z
i 2
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2 Aj T 2
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Baidu NhomakorabeaA1 2 2 A2 2
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A2
z
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A2 T
i 2
22
2 A2 T 2
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A2 2 2 A1 2
光纤中的非线性效应 （交叉相位调制）
1
主要内容
概述 XPM对光纤中脉冲传输的影响 交叉相位调制的应用
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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。
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T t z vg1
d vg1 vg2 vg1vg 2
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不对称的频谱展宽
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不对称的时域变化
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XPM对WDM通信系统的影响
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。
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不同频率光波之间的XPM
因此：
P
NL
(
j
)
0
( j) NL
E
j
则总的极化强度为：
P( j ) 0 j E j
其中：
j
( L
j
)
( j) NL
(nL( j)
n( j) NL
)
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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：
n( j) NL
n2
E
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E3 j
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(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。
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XPM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：
n1NL nN2 L
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耦合薛定谔方程
Aj
z
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Aj t
i 2
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2 Aj t 2
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Aj
in2 j
c
f jj Aj 2 2 f jk Ak 2
Fj x, y 2 Fk x, y 2 dxdy
f jk
Fj
x,
y
2
dxdy
Fk x, y 2dxdy
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耦合薛定谔方程
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
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。
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色散对XPM效应的影响
（脉冲同向传输情况）
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。
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
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人有了知识，就会具备各种分析能力， 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书，广泛阅读， 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识， 培养逻辑思维能力； 通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平， 培养文学情趣； 通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操， 给我们巨大的精神力量， 鼓舞我们前进。