近30年来,光纤凭借它所具有的低损耗、抗电磁干扰能力强以及较高的传输带宽等独特优势,不但成为了目前信息传输的主要载体,而且在很多重要应用领域中被用作理想传输介质。双折射与偏振是单模光纤特有的问题,光纤双折射引起的偏振模色散导致了脉冲展宽,成为制约未来高速光纤通信发展的因素之一;此外,由于双折射偏振态沿光纤轴向变化,外界条件的变化将引起光纤输出偏振态的不稳定,这对于偏振敏感的应用场合,影响非常严重。 本文共分两个部分。 第一部分,以耦合非线性薛定谔方程为理论基础,利用分步傅立叶方法求方程的数值解,仿真分析了传输速率为40Gbit/s的单信道和多信道系统中,脉冲初始啁啾对偏振模色散的抑制作用。研究表明:带有适当正啁啾的归零码脉冲在反常色散光纤中传输时,啁啾能与二阶色散、自相位调制效应共同作用压窄脉冲,抵消了偏振模色散所引起的脉冲展宽,实现了对偏振模色散的抑制作用;初始啁啾取值不宜过大,并且存在最佳值点,一般在0.5附近。此外还讨论了初始输入功率对单、多信道中Q-C(系统Q值与脉冲啁啾C)曲线的影响,并分析了各曲线之间存在的差异。 第二部分,仿真研究了在高功率固体激光系统中,整形后的多程放大系统前端脉冲经光纤传输后,由于受偏振模色散及非线性效应影响所产生的失偏及波形畸变问题。研究表明:光纤的随机双折射耦合使得脉冲在两个偏振方向上的能量发生了随机的交换,因而破坏了脉冲的线偏振特性;高功率系统中较强的非线性效应又使得两个偏振分量相互作用发生了波形畸变。此外还仿真分析了采用保偏光纤来解决脉冲失真问题的可行性以及仍存在的问题。通过深入研究引起前端脉冲失真的原因,为制订解决问题的方案提供了理论参考。