非线性光学在光通信方面的应用陈全胜1302110202 光科1102班非线性光学是研究相干光与物质相互作用时出现的各种新现象的产生机制、过程规律及应用途径, 是在激光出现后迅速发展起来的光学的一个新分支。
非线性光学的研究在激光技术、光通信、信息和图像的处理与存储、光计算等方面有着重要的应用, 具有重大的应用价值和深远的科学意义。
本文着重介绍非线性光学效应在光孤子通信方面的应用。
光孤子（soliton）是能在光纤中传播的长时间保持形态、幅度和速度不变的光脉冲。
光纤通信中，限制传输距离和传输容量的主要原因是光信号在传输过程中能量不断损耗和光脉冲在传输过程中色散效应。
不同频率的光波以不同的速度传播，这样，同时出发的光脉冲，由于频率不同，传输速度就不同，到达终点的时间也就不同，这便形成脉冲展宽，使得信号畸变失真。
现在随着光纤制造技术的发展，光纤的损耗已经降低到接近理论极限值的程度，色散问题就成为实现超长距离和超大容量光纤通信的主要问题。
由于非线性特性，光的强度变化使频率发生变化，从而使传播速度变化。
在光纤中这种变化使光脉冲后沿的频率变高、传播速度变快；而前沿的频率变低、传播速度变慢。
这就造成脉冲后沿比前沿运动快，从而使脉冲受到压缩变窄，产生光信号的脉冲的压缩效应。
光孤子通信基本原理是光纤折射率的非线性（自相位调制）效应导致对光脉冲的压缩可以与群速色散引起的光脉冲展宽相平衡，在一定条件（光纤的反常色散区及脉冲光功率密度足够大）下，光孤子能够长距离不变形地在光纤中传输。
它完全摆脱了光纤色散对传输速率和通信容量的限制，其传输容量比当今最好的通信系统高出1~2个数量级，中继距离可达几百千米。
从光孤子传输理论分析，光孤子是理想的光脉冲，因为它很窄，其脉冲宽度在皮秒级。
这样，就可使邻近光脉冲间隔很小而不至于发生脉冲重叠，产生干扰。
利用光孤子进行通信，其传输容量极大，可以说是几乎没有限制。
传输速率将可能高达每秒兆比特。
