主要技術內容

　　近年來，光孤子通信取得了突破性進展。光纖放大器的應用對孤子放大和傳輸非常有利，它使孤子通信的夢想推進到實際開發階段。光孤子在光纖中的傳輸過程需要解決如下問題：光纖損耗對光孤子傳輸的影響，光孤子之間的相互作用，高階色散效應對光孤子傳輸的影響以及單模光纖中的雙折射現象等。由此需要涉及到的技術主要有：

　　適合光孤子傳輸的光纖技術。研究光孤子通信系統的一項重要任務就是評價光孤子沿光纖傳輸的演化情況。研究特定光纖參數條件下光孤子傳輸的有效距離，由此確定能量補充的中繼距離，這樣的研究不但為光孤子通信系統的設計提供數據，而且通常導致新型光纖的產生。

　　光孤子源技術。光孤子源是實現超高速光孤子通信的關鍵。根據理論分析，只有當輸出的光脈沖為嚴格的雙曲正割形，且振幅滿足一定條件時，光孤子才能在光纖中穩定地傳輸，目前，研究和開發的光孤子源種類繁多，有拉曼孤子激光器、參量孤子激光器、摻餌光纖孤子激光器、增益開關半導體孤子激光器和鎖模半導體孤子激光器等。現在的光孤子通信試驗系統大多采用體積小、重復頻率高的增益開關DFB半導體激光器或鎖模半導體激光器作光孤子源。它們的輸出光脈沖是高斯形的，且功率較小，但經光纖放大器放大后，可獲得足以形成光孤子傳輸的峰值功率。理論和驗均已證明光孤子傳輸對波形要求并不嚴格。高斯光脈沖在色散光纖中傳輸時，由于非線性自相位調制與色散效應共同作用，光脈沖中心部分可逐漸演化為雙曲正割形。

　　光孤子放大技術。全光孤子放大器對光信號可以直接放大，避免了目前光通信系統中光/電、電/光的轉換模式。它既可作為光端機的前置放大器，又可作為全光中繼器，是光孤子通信系統極為重要的器件。實際上，光孤子在光纖的傳播過程中，不可避免地存在著損耗。不過光纖的損耗只降低孤子的脈沖幅度，并不改變孤子的形狀，因此，補償這些損耗成為光孤子傳輸的關鍵技術之一。目前有兩種補償孤子能量的方法，一種是采用分布式的光放大器的方法，即使用受激拉曼散解放大器或分布的摻鉺光纖放大器；另一種是集總的光放大器法，即采用摻鉺光纖放大器或半導體激光放大器。利用受激拉曼散射效應的光放大器是一種典型的分布式光放大器。其優點是光纖自身成為放大介質，然而石英光纖中的受激拉曼散射增益系數相當小，這意味著需要高功率的激光器作為光纖中產生受激拉曼散射的泵浦源，此外，這種放大器還存在著一定的噪聲。集總放大方法是通過摻鉺光纖放大器實現的，其穩定性已得到理論和試驗的證明，成為當前孤子通信的主要放大方法。光放大被認為是全光孤子通信的核心問題。

　　光孤子開關技術。在設計全光開關時，采用光孤子脈沖作輸入信號可使整個設計達到優化，光孤子開關的最大特點是開關速度快（達10^-2s量級），開關轉換率高（達100%），開關過程中光孤子的形狀不發生改變，選擇性能好。

　
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