脈沖展寬會(huì)降低光纖通信系統(tǒng)的帶寬和數(shù)據(jù)容量。各種減小脈沖展寬的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。在諸多項(xiàng)技術(shù)中，包括有：(1)工作在零色散波長(zhǎng)上;(2)選用具有強(qiáng)相干性(小的譜寬)的光源。從20世紀(jì)80年代中期起，這些解決方法就得到普遍采用(通常共同使用)�，F(xiàn)階段，采用將光纖的零色散點(diǎn)移位到低損耗波長(zhǎng)的解決方案，同時(shí)生產(chǎn)相干性更好的激光光源。
另外一種減小脈沖展寬的措施是采用光孤子傳輸技術(shù)。光孤子在光纖中傳輸時(shí)不改變其形狀，而且脈沖不展寬。這一點(diǎn)是怎么做到的呢?實(shí)際的過程相當(dāng)復(fù)雜，但對(duì)光孤子傳輸?shù)拿枋隹梢院芎?jiǎn)單。因?yàn)樯?dǎo)致光源的某些波長(zhǎng)比其他波長(zhǎng)傳輸?shù)每欤}沖被展寬。所以我們要找出光纖是否具有抗拒這種趨勢(shì)的性質(zhì)。幸運(yùn)的是，研究表明光纖確實(shí)存在這樣的特性。光纖的非線性使其折射率取決于光束的光強(qiáng)。脈沖的傳播速度取決于折射率，所以光束的光強(qiáng)反過來又會(huì)影響各個(gè)頻率成分在光纖中傳播的速度。由于這種影響很微弱，要使其比較明顯則需要相當(dāng)大的光功率，所以這種現(xiàn)象通常很難被觀察到。
要形成光孤子，初始脈沖必須要有一個(gè)特定的峰值能量和脈沖形狀。更確切地說，就是脈沖能量與脈沖寬度的乘積應(yīng)該是一個(gè)常數(shù)。這個(gè)常數(shù)的值由色散和非線性的大小程度來決定。如果光功率太小，則非線性太弱，不足以補(bǔ)償色散。若光功率太大，由于過度的補(bǔ)償(距離依賴)，脈沖的寬度會(huì)在傳輸過程中不斷變化。此外，在玻璃光纖中，產(chǎn)生光孤子的非線性補(bǔ)償只有在比零色散波長(zhǎng)更長(zhǎng)的波長(zhǎng)上才能實(shí)現(xiàn)。在小于零色散波長(zhǎng)時(shí)，非線性與色散一起會(huì)加速短波長(zhǎng)信號(hào)的脈沖展寬�？梢缘玫揭韵陆Y(jié)論：在石英玻璃光纖中，孤子脈沖僅可能在1300 nm～1600 nm的工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)產(chǎn)生。
雖然孤子在傳輸?shù)倪^程中保持脈沖寬度不變，但也同其他電磁波一樣被衰減。因此，在長(zhǎng)距離光通信系統(tǒng)中，必須周期性地對(duì)光束進(jìn)行放大來保證脈沖能量不低于產(chǎn)生孤子的要求。這可以采用各種不同的光放大器來實(shí)現(xiàn)。
皮秒級(jí)的孤子脈沖寬度是可實(shí)現(xiàn)的。對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)速率(孤子脈沖寬度的倒數(shù))超過10 Gbps。采用光孤子傳輸技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)吉比特每秒的光通信系統(tǒng)。每隔幾十千米用一個(gè)光放大器，其傳輸距離可達(dá)數(shù)千千米。與傳統(tǒng)的光纖通信技術(shù)相比，這種系統(tǒng)所能實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)速率與光纖路徑長(zhǎng)度的乘積要大得多。
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