Departmental Bulletin Paper 〈PAPERS and REPORTS〉Eigenvalue equation of optical transmission fiber considering cross-phase modulation(XPM) induced instability

The capacity of wavelength division multiplexing (WDM) based optical fiber transmission systems has been limited mainly by the noise power of optical signal and the degree of the distortion of optical signal pulse form. Specifically, nonlinear phase noise which is one of the noise power source has become the most important limiting factor of the WDM based coherent optical transmission systems. And, it is well-known that the source of the nonlinear phase noise power is cross-phase modulation(XPM) interaction occurring amongst the optical signals divided in wavelength space. This paper provides an eigenvalue equation of optical transmission fibers including the the XPMinduced interaction for the first time. This achievement paves the way to establish semi-analytical system design methodology and realize phase noise tolerant optical fiber transmission systems.波長分割多重光ファイバ伝送システムの容量は、主に光信号の雑音電力と光信号パルス波形の歪の度合いにより制限されており、特に最新の波長分割多重光ファイバ伝送システムでは、光信号の雑音電力源の一種である非線形位相雑音が最も重要な制限要因となっている。そして、この非線形位相雑音の起源は、波長空間において分割された複数の光信号間で発生する相作用の一つである相互位相変調効果にあることがよく知られている。本論文は、相互位相変調効果を考慮に入れた光伝送ファイバの固有方程式を初めて明らかにする。本論文の成果は、準解析的なシステム設計手法を確立し、位相雑音耐力の高い光ファイバ伝送システムを実現する道筋を与えるものである。

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