多模与多芯光纤中的非线性传播：Manakov 方程的推广
光学
2015-06-05 v1
摘要
本文首先研究了使用具有快速变化双折射的多模光纤的空分复用 (SDM) 系统中的非线性传输。主要目标是推广单模光纤中众所周知的 Manakov 方程。我们首先研究了一个参考情形，其中光纤空间模式之间的线性耦合较弱，在对双折射涨落进行平均后，我们得到了适用于多模光纤的新 Manakov 方程。这种平均极大地减少了模间非线性项的数量，因为所有四波混频项都被平均掉了。交叉相位调制项仍然影响多模传输，但其有效性降低了。随后，我们通过在不同模式的多模光纤上传输多个 PDM-QPSK 信号，并将数值结果与求解完整随机方程所得结果进行比较，验证了新 Manakov 方程的准确性。在所有研究案例中，吻合度极佳。新方程的一大好处是将计算时间减少了 10 倍或更多。另一个观察到的重要特征是，双折射涨落通过减少光纤非线性的影响提高了系统性能。最后，我们考虑了所有空间模式之间存在强随机耦合的多模光纤。线性耦合采用随机矩阵理论方法进行建模。我们推导了该机制下适用于多模光纤的新 Manakov 方程，并表明对于大量传播空间模式，此类光纤的性能优于单模光纤。
引用
@article{arxiv.1207.6645,
title = {Nonlinear Propagation in Multimode and Multicore Fibers: Generalization of the Manakov Equations},
author = {Sami Mumtaz and René-Jean Essiambre and Govind P. Agrawal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1207.6645},
year = {2015}
}
备注
Submitted to journal of lightwave technology on the 17-Jul-2012. Ref number: JLT-14391-2012