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多模光源脉冲波动在具有任意色散的光纤和波导中的传播

Propagation of pulse fluctuations of multimode sources in optical fibers and waveguides with arbitrary chromatic dispersion

José Capmany

arXiv 2609.33320首次发表:更新:

发表机构

ITEAM Research Institute, Universitat Politècnica de València(瓦伦西亚理工大学 ITEAM 研究所)

机构由 AI 辅助整理,请以论文原文为准。

AI 中文总结

该研究将Marcuse分析扩展至任意色散等条件,发现长光纤中波动取决于群延迟形状,色散下变频拍频至基带,且模式分配噪声随色散增长并主导受限链路。

AI 中文摘要

我们将Marcuse对随机相位多模光源脉冲波动的分析扩展到任意色散、啁啾、有限模式线宽、模式分配噪声和有限接收机带宽的情况。在长光纤中,波动仅取决于群延迟曲线的形状:单调延迟将模式分离,而对称延迟则留下具有相同强度分布的模式对和持续拍频噪声。色散将重叠模式的拍频下变频到基带,接收机无法对其进行滤波。检测功率遵循随机相量统计,而高斯估计的衰落概率可能相差数量级。模式分配噪声随色散增加而增大,并在带宽受限链路中占主导地位。

英文摘要

We extend Marcuse analysis of pulse fluctuations of randomly phased multimode sources to arbitrary chromatic dispersion, chirp, finite mode linewidth, mode partition noise and finite receiver bandwidth. On long fibers the fluctuations depend only on the shape of the group delay curve, a monotonic delay separates the modes, whereas a symmetric delay leaves pairs of modes with identical intensity profiles and a persistent beat noise. Dispersion downconverts the beats of overlapping modes to baseband, where receivers cannot filter them. The detected power follows random phasor statistics, and Gaussian estimates of fade probability can be wrong by orders of magnitude. Mode partition noise grows with dispersion and dominates in band limited links.

论文原文

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