當(dāng)監(jiān)測(cè)頻率選定以后，可以將幅度歸一化處理，則功率譜密度可表示為

　　由式(3)可以看出，SE(ωe)的變化趨勢(shì)由γ、Δτ和ωe決定。下面分別討論各個(gè)參數(shù)對(duì)SE(ωe)的影響。由于PMD效應(yīng)引起的Δτ超過1個(gè)碼元周期時(shí)，信號(hào)將惡化得難以恢復(fù)，所以在研究實(shí)際的PMD效應(yīng)時(shí)，只需要考慮Δτ在1個(gè)碼元周期范圍內(nèi)變化時(shí)的SE(ωe)曲線即可。

　　1)當(dāng)ωe一定時(shí)(ωe=2πf，可選定f=12 GHz)，并令y分別取0.0、0.1、0.0、0.5、0.7、0.9和1.0，SE(ωe)隨Δτ的變化曲線如圖2所示?？梢姡寒?dāng))，γ=0.5時(shí)，曲線的斜率；當(dāng))γ≠0.5時(shí)，γ值越趨向兩端(0或1)，SE(ωe)曲線的變化越平緩；γ=0.0和1.0時(shí)，SE(ωe)曲線的斜率為零，成為直線，表示光脈沖沿光纖的某一個(gè)偏振主態(tài)傳輸[9]，不產(chǎn)生PMD效應(yīng)。而且，在γ=0.3與=γ0.7以及γ=0.1和γ=0.9時(shí)，SE(ωe)曲線重合，表明該曲線以γ=0.5為中心對(duì)稱。

　　2)令γ一定(γ=0.5)，變化接收頻率廠分別為10、12、20和40 GHz，SE(ωe)隨Δτ變化的曲線如圖3所示，f越高，曲線的變化越陡峭，電功率譜密度的變化靈敏度也就越高，但當(dāng)f=40 GHz時(shí)，曲線已經(jīng)不再單調(diào)變化。同時(shí)考慮到單值性和靈敏度2個(gè)條件，接收頻率既不宜選得太高，也不宜選得太低，選在20 GHz為理想，但也可以根據(jù)實(shí)際情況選在10～20GHz間。

3 DGD對(duì)電功率譜密度影響的實(shí)驗(yàn)研究

　　偽隨機(jī)碼發(fā)生器發(fā)出10 Gbit/s非RZ(NRZ)偽隨機(jī)序列碼，通過LiNbO3外調(diào)制器，二次調(diào)制已經(jīng)過正弦波調(diào)制后的光信號(hào)，從而可得到10 Gbit/s RZ偽隨機(jī)序列光信號(hào)，再經(jīng)過色散補(bǔ)償光纖(DCF)壓窄后進(jìn)入10(3bit/s×4復(fù)用器，分別調(diào)整3個(gè)偏振控制器(PC1，PC2，PC3)并在輸出端加上起偏器，就可以得到輸出為線偏光的OTDM 40 Gbit/s RZ偽隨機(jī)序列光信號(hào)。再通過PC4和差分延時(shí)線(DDL)后，產(chǎn)生具有一階PMD效應(yīng)的40 Gbit/s RZ碼光信號(hào)，進(jìn)入帶寬為40 GHz的PIN產(chǎn)生光電流，經(jīng)過預(yù)放大后在電阻R上產(chǎn)生光電壓，再經(jīng)過高頻窄帶放大器和窄帶帶通濾波器后，得到中心頻率為12.03 GHz的窄帶電信號(hào)。所選接收頻率選在20 GHz，但是20 GHz的頻率對(duì)電器件的要求過高，不易實(shí)現(xiàn)，考慮現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，選擇的檢測(cè)頻率點(diǎn)為12.03 GHz。裝置中，高頻窄帶放大器帶寬為300 MHz，窄帶帶通濾波器的帶寬為100 MHz，中心頻點(diǎn)都是12.03 GHz。

　　40 Gbit/s光Rz碼信號(hào)經(jīng)過PIN后，轉(zhuǎn)換為40 Gbit/s Rz碼的電信號(hào)，再通過放大濾波后接到電譜儀觀察中心頻率為12 GHz的頻譜特性。

　　測(cè)量電功率譜密度隨DGD變化的曲線時(shí)，首先調(diào)整PC4使進(jìn)入DDL的分光比為0.5，然后變化DDL以1 ps為步長(zhǎng)從0變化到1個(gè)碼元周期25 ps，每變化1次DDL，用電譜儀測(cè)量12 GHz頻點(diǎn)的電功率譜密度，同時(shí)可從示波器上觀察到具有一階PMD效應(yīng)的40 Gbit/s Rz碼信號(hào)的變化，并記錄下Δτ為2.5、5.0、7.5、10.0和12.5 ps時(shí)的信號(hào)眼圖。

　　電功率譜密度與DGD間的關(guān)系如圖7中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)所示。對(duì)比圖4的理論曲線與圖7的實(shí)驗(yàn)曲線，實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算吻合得很好，在△τ=0處，理論和實(shí)驗(yàn)值均為值；Δτ增大時(shí)，理論和實(shí)驗(yàn)值均下降；在Δτ=25 ps處，理論和實(shí)驗(yàn)值均為。

4 結(jié)論

　　理論分析了脈沖波形、分光比、接收頻率以及DGD對(duì)接收信號(hào)功率譜的影響，并給出了合適的頻率接收范圍。通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量了在分光比為0.5時(shí)的40 Gbit/s Rz碼偽隨機(jī)信號(hào)在接收頻率為12 GHz處的電功率譜密度隨DGD變化的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明了理論分析的正確性，為以接收信號(hào)功率譜分量為反饋信號(hào)的一階PMD補(bǔ)償提供了重要依據(jù)。