偏振模色散

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偏振模色散是光纖通信系統(tǒng)升級(jí)到單信道40GB/s的主要限制因素之一。由于偏振模色散的隨機(jī)特性，偏振模色散補(bǔ)償器必須具有自適應(yīng)性。我們提出了兩種偏振模色散補(bǔ)償結(jié)構(gòu)，并設(shè)計(jì)了 一種分步控制的算法。另外我們推導(dǎo)了偏振模色散導(dǎo)致解偏振的解析公式。該公式預(yù)見了偏振度作為偏振模色散補(bǔ)償系統(tǒng)反饋信號(hào)的限制。目前我們正在進(jìn)行不同編碼對(duì)偏振模色散容忍度的研究。

　　研制了一種可應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)接收端、解復(fù)用端及PMD補(bǔ)償器件中的新型磁光偏振控制器，并可同時(shí)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用于PMD研究的偏振態(tài)隨機(jī)擾動(dòng)功能。它的光學(xué)部分是由法拉第旋轉(zhuǎn)器和四分之一波片沿光路方向相間級(jí)聯(lián)而成的，四分之一波片固定放置，法拉第旋轉(zhuǎn)器通過由計(jì)算機(jī)和驅(qū)動(dòng)電路組成的電控部分進(jìn)行控制，電控旋轉(zhuǎn)角度范圍分別為±45°、±90°、±45°。

　　研制了一種由可變DGD單元和四個(gè)偏振控制器組成的集成一階和二階PMD模擬器，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于集成、可編程控制、成本低廉且易于制造的優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于對(duì)光通信系統(tǒng)對(duì)PMD效應(yīng)的容忍度和PMD補(bǔ)償器性能的研究等領(lǐng)域。

　　在皮秒脈沖傳輸系統(tǒng)中進(jìn)行了反饋式PMD補(bǔ)償實(shí)驗(yàn)。采用反饋算法來優(yōu)化PMD補(bǔ)償器的控制電壓大小，從而達(dá)到優(yōu)化PMD補(bǔ)償效果的作用。由于DOP具有速度快、易于監(jiān)測(cè)、與碼率和色度色散無關(guān)的特點(diǎn)，所以選用DOP作為反饋控制信號(hào)。

　　(a) 背靠背脈沖形狀

　　(b) 補(bǔ)償前脈沖形狀

　　(c) 補(bǔ)償后脈沖形狀

　　對(duì)PMD效應(yīng)與PDL效應(yīng)的相互作用及其對(duì)反饋式PMD補(bǔ)償中的反饋信號(hào)DOP的影響進(jìn)行了研究，并在此基礎(chǔ)上對(duì)PMD效應(yīng)的補(bǔ)償方案提出了改進(jìn)的建議。

　　比較分析了反饋式和前饋式PMD補(bǔ)償方案的優(yōu)缺點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上將運(yùn)用步進(jìn)控制算法的前饋方案和運(yùn)用基因算法的反饋方案相結(jié)合，提出了一種用于補(bǔ)償一階和二階PMD的混合式PMD補(bǔ)償方案，該方案有很好的補(bǔ)償效果及抗干擾的能力。

1. Zhang Y, Li S G, Yang C X, Compact first and second order polarization mode dispersion emulator. Chinese Optics Letters, 2005, 3(8): 444-447
2. Yang C X, Zhang Y, Li S G, Experimental mitigation of pulse distortion due to higher order polarization mode dispersion. 20th Congress of the International Commission for Optics
3. Zhang Y, Li S G, Yang C X, Polarization mode dispersion compensation experiments in 10 Gb/s and 40 Gb/s optical communication systems. Conference of Asia-Pacific Optical Communications 2005
4. Zhang Y, Yang C X, Li S G, Impact of polarization dependent loss on degree of polarization as feedback signal of polarization mode dispersion. Chinese Optics Letters, in press
5. Li S G, Yang C X, Miao H X, Zhang Y, Zhang E Y, Jin G F, Frequency dependence of polarization mode dispersion in a crystal-based polarization mode dispersion compensation. Chinese Physics Letters, 2005, 22(2): 376-379
6. H Miao and Changxi Yang, “Feed-forward polarization mode dispersion compensation with four fixed differential group delay elements”, IEEE Photon Techn Lett, Scheduled for publication on April issue, 2004.
7. H Miao and Changxi Yang, “Scheme for feed-forward polarization mode dispersion compensation”, Applied Optics, 43(7), 1577-1582(2004).
8. H Miao, Changxi Yang, Shiguang Li, and Yingbai Yan, “Feed-forward polarization mode dispersion compensation with a step control algorithm”, Opt Commun., 222, 179-189(2003).