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尽管掺饵光纤放大器(EDFA)成功地解决了光纤干线的长距离、高比特率传输的损耗问题,色散及色散斜率问题却严重限制高速光纤传输系统中的传输距离和传输速率,而非线性啁啾光纤光栅为解决传输系统中动态色散问题提供了有力的手段,从而成为当今最有竞争性的色散与色散斜率补偿器件;从另一方面考虑,偏振模色散(PMD)将成为限制高速传输系统容量和距离的最终因素,亦可采用由高双折射率光纤制成的非线性啁啾光纤光栅进行消除. 该文的创新之处在于: 1、首次研究了了不同长度情况下非啁啾光纤光栅的一阶啁啾系数c<,1>、二阶啁啾系数c<,2>的取值范围,并对其反射谱及时延特性进行了数值仿真;提出了二种制作非啁啾光纤光栅的设计方案;研究了光纤光栅的二种非线性啁啾表示法之间的等价性. 2、首次提出了光栅调制度参数对时延曲线形状所产生的影响;首次研究了光栅均匀分割数M太小情况下的反射谱,发现此时光纤光栅的光谱曲线的效果不好. 3、首次提出了二值取样型非线性啁啾光纤光栅可产生的信道数的计算方法,并首次深入研究了取样率的大小对信道均衡性的影响. 4、首次详细地研究了二值取样型非线性啁啾光纤光栅的各个参数之间的相互限制性;并首次研究了不同长度的二值取样型非线性啁啾光纤光栅的一阶、二阶啁啾系数取值的数量级限制. 5、首次从理论上研究了sinc函数取样型非线性啁啾光纤光栅的多信道色散补偿情况. 6、研究了均匀光栅透射谱的带外时延进行高阶色散补偿的可行性,并首次深入研究了光栅调制度与透射时延之间的关系、以及光栅长度与透射时延之间的关系. 7,修正了Hi-Bi-NLCFBG中的快轴和慢轴上的反射信号的波长差Δλ计算公式;首次对采用Hi-Bi-NLCFBG补偿PMD进行了理论分析,并提出了一种PMD自适应补偿方案;首次提出了Hi-Bi-NLCFBG对PMD的补偿量与光栅的长度、高双折射率光纤的双折射差等相关参数大小成正比的观点.