光纤特性对现代光通信系统性能影响的研究

在光通信系统高速、宽带的发展中，光纤的色散、偏振模色散和非线性效应等特性对光通信系统的影响越来越得到重视。本文这些因素对光通信系统性能的影响机理、降低影响的主要方法进行了初步研究，并对DWDM系统的色散管理和系统规划提出一些看法。     

DWDM最好的传输媒体-非零色散位移单模光纤

1 概述 近年来,信息高速公路和多媒体通信技术迅速发展,使长距离、高比特率数字通信变得尤为重要.同时高速光通信技术又对光纤的工作波长、衰耗、色散、非线性效应以及偏振模色散等提出了更高要求.以前光信号在光纤中的传输距离主要由光纤衰耗以及光纤与光纤之间的接头衰耗决定.     

单模光纤双折射色散的研究

光纤偏振模色散是限制高速光纤通信系统传输容量的极限因素，在国内首次用两种方法实现了对光纤偏振模色散的测量；波长扫描法能测量较大范围内的偏振模色散，可以做为基准测量法，改进的ＯＴＤＲ可以近似测量偏振模色散较小的光纤，但它可以看到光纤中的每一段的具体双折射特性。     

芯径渐缩光纤对孤子传输的影响

通过芯径渐缩、指数型连续渐缩或阶梯型离散渐缩的方法，可获得色散随距离下降的光纤，能补偿光纤损耗对孤子传输的影响，但芯径的连续变化，将导致模耦合。分析发现，在连续缩光纤中，即使Ｖ〈２．４０４８始终满足，仍可存在两种模式：其一是Ｚ→∞的稳态模，另一为兼有导模和辐射模部分性质的一种特殊模式，称为“过渡模”，该模式的模式场是一系列ＬＰ的模式场的迭加，它包括导模ＬＰ０１的模场式和辐射模ＬＰ的模式场，随着ｒ→     

色散位移光纤的特征及其应用范围浅析

阐述了色散位移光纤的特性，并以同步数字传输系统为例，分析了色散位移光纤的应用。     

低偏振模色散光纤的研制

光纤中的偏振模色散是限制高速光纤通信系统传输容量的极限因素，利用模耦合理论，采用在光纤拉丝过程中同时旋转预制模的工艺来增强模耦合，实现了光纤偏振模色散的减小，能保证普通单模光纤的偏振模色数值小于０．５ｐｓ／√ｋｍ。     

偏振主轴色散——一种度量偏振模色散的新方法

首次在保持线偏振不变的前提下，将偏振主轴的概念推广到任意光波导，证明了损耗与偏振无关的任意折射率分布的单模光纤中，存在两正交的偏振主轴、首次引出了偏振主轴色散的概念，它可以作一种新的表征偏振模色散的度量方法，给出了偏振主轴色散的公式及它与长度的关系。偏振主轴色散与偏振主态色散相比，具有易于分解与合成、不需求偏振态对频率的导数、较接近实测结果等优点。     

双模光纤的色散补偿分析

详细讨论了双模光纤的特性，分析了双模光纤用于色散补偿的原理。     

相位掩膜生成光纤布拉格光栅的研究

介绍了相位掩膜法制作光纤光栅的近场理论分析和相关实验。在最佳实验条件下，制作出高质量的啁啾光纤光栅，中心波长为1546.9nm，带宽0.849nm，功率波动小于1dB，时延波动小于30ps。用该光栅对10Gb/s，100kmG,652光纤的色散补偿取得了很好的效果。色散补偿量大于98%。     

单模光纤在宽带传输网应用的发展

信息时代，高速率宽带传输网是发展方向。不断增长的信息业务，促成了充分利用光纤带宽的密集波分复用(DWDM)技术的应用和发展。高速率数字通信还要将信息传输至更远的地方，这都对光纤的衰减和色散特性提出了进一步的要求。     

跨海大桥小尺度下部结构非线性波浪荷载分析

为研究跨海大桥桩基、桥墩等小尺度下部结构波浪荷载的非线性特性,以平潭海峡大桥N01号桥墩为例,采用不可压缩流体的N-S方程以及VOF自由液面追踪法,通过FLUENT实现非线性波的二维数值模拟,进而分析非线性波浪速度场和波面变化的特点,并通过Morison方程对比桥墩和单桩在线性波和非线性波下波浪荷载的差异,同时,为进一步研究浅水区非线性波浪特点,对不同直径下桥墩非线性波浪荷载的影响进行研究。研究表明:对于深水区的单桩,非线性波的非线性作用不明显;对于浅水区的桥墩,非线性波与线性波波浪力差异有14%,非线性作用较为显著;随着直径的增加,桥墩发生非线性波浪力峰值滞后现象;在跨海大桥设计中,波浪荷载的非线性应予以重视。     

基于索、杆组合结构的电气化铁路接触网三维静态模型

基于有限元理论,采用二节点非线性索单元与线性杆单元离散接触网系统;根据索、杆的精确表达式推导单元切线矩阵;根据结构拓扑关系组装刚度矩阵和不平衡力矩阵,建立整体非线性平衡方程;利用NewtonRaphson法求解该平衡方程,建立接触网的初始平衡状态三维模型,并在模拟算例中得到线性收敛的计算结果。将计算得到的吊弦长度与现有的文献和软件计算结果对比,验证了本方法和模型的有效性。     

层状地基中交通隧道地震反应分析

采用有限元与无限元耦合方法讨论交通隧道在地震波作用下震动反应问题，并考虑地基土的非线性与层状性．运用等效线性模型处理土的非线性，Newmark-β求解动态平衡方程．通过实例计算，给出初砌结构在地震下的反应．     

随机脉冲泛函微分方程理论

将脉冲泛函微分方程进一步推广，引入随机脉冲泛函方程的概念，具体讨论了具有随机脉冲Logistic模型，并给出了随机脉冲Logistic模型稳定性的充分条件。     

关于铁路光传输工程色度色散指标的研究

针对铁路光传输系统,阐述了光纤色散指标对传输系统技术性能的影响,建议修改现行光缆线路工程验收标准的有关规定,增加光纤色度色散指标验收测试项目,有效保证高速铁路传输系统的质量要求。     

车辆随机振动的协方差分析方法

随着车辆行驶速度的提高，旅客舒适度和行车安全性受到损害。为了有效分析这一问题，在车辆动力学的基础上引入激励成型滤波器和感觉成型滤波器，将“路－车－人”三者耦合成为一个整体动力学系统，建立完整的理论计算模型，对轨道不平顺，线性及非线性车辆模型及振动对人作用产生的感觉进行综合分析。轨道几何不平顺为平稳的正态分布和各态历经的随机变量。用多刚体系统动力学推导车辆系统运动方程。以协方差分析法在时域进行理论建模分析。引入感觉成型滤波器产生输出信号以评这振动对人体反应程度。通过求解里雅普诺夫方程直接得出有关重要参数的方差值。因为是求解线性代表方程组，计算速度快，免去频率分析法需要对谱密度函数进行积分的困难，适用于非线性及时变系统的分析，适于应用现代控制理论进行车辆系统动态特性（包括舒适度及安全性）的控制，对多输入和多输出实定量分析与综合性能控制，可有效分析高速车辆动力学特性。     

导出机车车辆动力学符号式方程的计算机方法和程序

作者提出的符号矩阵运算方法和用C语言编写的WSEM程序用于机车车辆动力学的研究中，可导出机车车辆在惯性坐标系中的线性和非线性符号式方程。通过计算实例表明，符号式方程的构造方法比数字式先进，而且运算时间短并准确。该程序具有通用性，除用于机车车辆系统外，还可用于其他机械系统。     

在风载作用下高桥墩的非线性分析

根据高桥墩的受力特点推导出其振动偏微发方程，用风荷载作初扰动和强迫力，分析高桥墩的非线性自由振动和强迫振动情况，并与其线性振动进行比较。     

列车-桥梁耦合系统非线性随机振动分析

在轨道不平顺激励下,列车过桥时发生车-桥耦合振动。由于轨道不平顺激励源是随机过程,而轮轨接触关系又是非线性的,因此,车-桥耦合振动属于非线性随机振动问题。用统计线性化方法分析车-桥非线性随机振动。轮轨接触几何关系用5个非线性函数描述,推导车-桥系统非线性振动方程。对车-桥非线性振动方程中的非线性函数进行统计线性化,得到时变的线性车-桥耦合振动方程。用虚拟激励法求解线性车-桥系统的随机响应,提出一种"显式"统计线性化方法,该法在每个时间步均无需作统计线性化迭代。最后,用Monte Carlo法验证了车-桥统计线性化随机振动分析方法具有较高的精度。算例表明,轮轨非线性接触对车辆和桥梁的随机响应影响很大,车-桥随机振动分析应合理考虑轮轨非线性接触。     

含表面裂纹悬臂梁的非线性振动分析

对含表面裂纹悬臂梁在大幅振动下的几何非线性进行了理论分析,建立了梁的非线性振动的半解析解。基于Ray-leigh方法将振型函数表示为线性模型振型函数的组合,建立了梁非线性振动的第一阶振型函数的显式表达式,数值模拟计算了不同的裂纹深度和给定不同第一函数系数a1对梁最大位移的影响。建立的显式方程简单,易于工程应用。