單模無損耗光纖中光固子碰撞之效應

Abstract

本篇論文係針對單模無損耗光纖，使用分波多工 (兩個頻道) 方式，以光固子作為載 子之通訊系統中，對於不同頻道的光固子，由於傳播速度不同而導致在時域裡發生互 相碰撞的情形加以研究。 在文中先以近似分析的方法，探討光固子碰撞后所產生的效應，再與數值模擬的結果 互相比較。對於數值模擬，本文係應用 PBM (傳播光束法) 並配合快速傅利葉轉換以 電腦來模擬光固子在光纖中的傳播情形。我們發現近似分析有相當的準確度，但是當 頻道間隔很窄時，碰撞的效應即變得非常複雜，尚待進一步研究。 光固子在拉曼效應的影響下，於碰撞之後最重要的是會發生能量轉移的現象，且會改 變彼此原有的速度而造成時差。由於每個頻道具有不同的色散，所以上述的變化對於 個別的光固子而言是不對稱的。 在本文的最後，我們預估光固子在光纖中連續碰撞後的結果，並配合模擬來加以驗証 。同時發現在所有的碰撞過程中，碰撞後被交換的能量是與碰撞前光固子彼此的能量 乘積成比例。此外，在非線性串音的限制下，使用較長的光固波能提高系統的BL值 ( 傳輸速率與傳輸距離之乘積) ，而且頻道間隔與BL值呈反比的關係，其冪次大於一。