高速孤子传输系统稳定性研究

定时抖动是通信系统的重要性能指标,本文从光孤子的基本概念入手,根据光脉冲的传输动力学方程,采用变分法分析高斯准孤子在孤子互作用和高阶效应条件下传输演化特性的影响以及产生定时抖动的机理.本文研究了光孤子通信系统的传输控制理论及其数学模型,采用时域和频域复合控制的方法,建立了光脉冲的传输方程,采用变分法研究了波分复用系统中孤子互作用,自陡峭和拉曼效应等扰动因素对孤子参数演化的动力学方程,得出了孤子传输系统定时抖动的计算公式,比较了几种信道间隔下的孤子互作用,采用时域和频域复合控制方法有效的抑制孤子的定时抖动,从而延长的孤子系统的传输距离.设计了160Gb/s长距离高速孤子传输系统并对传输特性进行了数值模拟,结果与理论分析一致.     

NOLM对短皮秒光孤子传输的控制

研究了非线性光纤环境(NOLM)在短皮秒光孤子传输中的控制作用，分析了NOLM结构扼制色散波的能力及孤子系统的稳定性，并用数值模拟方法研究了超高速光孤子系统中NOLM对色散波和喇曼自频移的扼制作用，显示出良好的控制效果。     

QPSK色散管理孤子传输系统的相位特性

通过对基于正交相移键控(QPSK)色散管理孤子(DMS)传输系统的研究,用变分法得出了孤子在互作用下各参数随传输距离演化的方程。频域导频滤波器加入QPSK色散管理孤子系统后进行了数值模拟,实现了系统的稳定传输,结果表明孤子相位随传输距离的增加并不影响系统的稳定传输。同时导频滤波器也抑制了相位的增加,提高了系统的性能,这在实际应用中具有重大意义。     

相敏光放大器增益对平均光孤子系统传输性能的影响

采用计算机系统的仿真方法研究应用相敏光放大器(PSA)作为在线放大器的平均光孤子系统中PSA的增益对孤子系统传输性能的影响。仿真的结果表明:由于PSA增益的相敏特性,孤子脉冲经PSA放大后会出现能量损失,导致长距离传输后脉冲幅度下降。适当调高放大器增益能够补足孤子能量的损失,显著延长孤子的稳定传输距离。但是,如果系统中色散波较大,放大器增益的微调量也相应较大。而过大的放大器增益会使得孤子脉冲经PSA放大后出现显著的旁瓣,长距离传输后旁瓣能量的积累将导致孤子间严重的互作用,劣化系统的传输性能。因此,适当提高放大器增益只能在一定范围、一定程度上改善系统的传输性能。     

影响光孤子传输的几个因素

通过数值解非线性薛定谔方程，研究了光孤子通信系统中损耗、初始啁啾和脉宽对孤子传输的影响，并数值模拟了孤子在单模光纤中的演变。研究结果表明：较大的啁啾对光孤子的稳定传输有破坏作用，对脉宽较小的超高速光孤子系统影响更大。     

部分相干空间孤子的频移

以部分相干的高斯-谢尔模空间光孤子在非线性折射率呈对数分布的介质中的传输理论为基础,详细分析了当考虑频谱分布有一定线宽时,频谱的相对中心频移演化特性,并且对考虑频谱分布后孤子的稳定性进行了相应的分析。分析表明,相对频移随传输距离的演化呈准周期出现,而考虑频移后,原本稳定的空间孤子在演化过程中也呈现准周期的振荡,并且孤子相对半径的演化规律与相对频移的演化规律恰好相反。     

光孤子在光纤中传输的实验研究

设定了光孤子传输的实验系统，采用色散搭配技术进行光孤子传输实验，利用光纤光栅滤波器消除DFB—LD的红移啁啾，得到变换限制脉冲。通过比较一阶孤子传输前后的自相关曲线和传输前后的频谱图，说明实验系统成功实现了一阶孤子无畸变传输34km。     

非线性光纤耦合器中三阶色散对孤子脉冲作用研究

对双芯光纤中三阶色散影响下光孤子的传输特性进行了数值模拟计算,讨论了三阶色散所引起的孤子的线性的时间延迟,它既不同于自陡峭效应引起的延迟,也不同于自频移效应引起的延迟,而是另一种独立的管迟,这种三阶色散延迟,这种三阶色散延迟对于光耦合工关特性将产生一定程度的影响。     

色散缓变光纤能有效抑制超短光脉冲的Raman孤子自频移吗？

研究了色散缓变光纤中超短光脉冲的Ｒａｍａｎ孤子自频移现象。利用绝热动方法得到了一个关于Ｒａｍａｎ孤子自频移的普遍表达式。结果表明：光纤色散缓变率存在一个能抑制短超光脉冲的Ｒａｍａｎ孤子自频移的阈值，呆有当色散缓变率小于这个阈值时，色散缓变光纤才能有效抑制超短光脉冲的Ｒａｍａｎ孤子自频移。     

高阶非线性效应影响下二阶孤子的衰变

数值求解了标准化高阶修正非线性薛定谔方程．对二阶孤子在自陡峭(Self-Steepening，简称SS)和自频移(Self-Freguency Shift，简称SFS)两种高阶非线性效应影响下的传输特征及原理分别进行了研究，讨论了二阶孤子衰变产生的两个基孤子的峰值强度比与自陡峭参量、自频移参量之间的关系．结果表明，在高阶非线性效应影响下，二阶孤子在单模光纤中传输时会发生衰变，衰变后小振幅基孤子在前，大振幅基孤子在后；在自陡峭效应影响下，衰变后两个基孤子都发生时间轴上的延迟；在自频移效应影响下，衰变后小振幅基孤子发生时间轴上的超前，大振幅基孤子发生时间轴上的延迟；随着高阶非线性效应的增强。衰变产生的小振幅基孤子与大振幅基孤子的峰值强度比逐渐减小。在相同传输距离处，它们的分离程度逐渐增大．     

具有随机变化参数的暗孤子传输系统的稳定性分析

利用动量守恒扰动方法,分析了分布放大传输系统中具有随机变化参数的暗孤子传输的稳定性。研究结果表明：在具有随机变化参数的暗孤子传输系统中,随机变化参数对孤子的速度产生影响,与放大器自发辐射噪声的联合作用增大了暗孤子到达检测窗口的时间科动,影响了暗孤子传输系统的稳定性和增大了系统的误码率。为了削弱随机变化参数对暗光孤子脉冲速度影响,可在传输线上通过引入非线性增益来有效地抑制暗孤子的时间抖动,进行有效地传输控制,既可以稳定孤子传输,又可以有效地抑制孤子的时间科动而产生的误码率。     

非线性增益对孤子到达时间抖动的抑制作用

利用能精确反映扰动对分布放大传输系统中孤子稳定传输影响的方法—自伴算符方法，分析了含有非线性增益的分布放大传输系统中孤子传输的稳定性。研究结果表明：在含有非线性增益控制的明孤子传输系统中，非线性增益明显地抑制了孤子到达检测窗口的时间科动，可以进行有效地传输控制。     

色散管理孤子群传输特性研究

从描述色散管理光孤子传输的非线性薛定谔（NLS）方程出发,利用对称分步傅里叶方法对方程进行数值 求解,模拟研究了色散管理孤子(DMS)在光纤中的传输演化特性。结果表明,孤子在通过周期性搭配具有相反色 散系数的光纤中传输,极大地降低了孤子间的相互作用,使得孤子的传输演化特性得到很大改善。指出了色散管 理孤子的优点以及在实际通信系统中的意义。     

海洋二甲基硫的研究进展

近20年来,海洋二甲基硫研究一直是海洋科学研究领域中的一个热点,生源硫化物－－二甲基硫,是海洋主要的挥发性硫化物,也是大气硫化物的重要来源,其在大气中的氧化产物关系着酸雨形成、全球气候变化等全球变化问题,因此该研究有着重要的意义,国际上许多大型研究计划都将其作为一项重要的研究内容,根据20多年来国际上有关海洋二甲基硫的研究成果,对二甲基硫的生产机制、转化过程、海－气通量及其对全球变化的影响等方面进行了分析总结,并结合我国这方面的工作,对该领域今后的发展趋势进行了展望,以期为我国的海洋二甲基硫研究提供参考,促进我国在该研究领域与国际接轨。     

一维非线性传输线方程的精确解

利用齐次平衡法得到一维非线性传输线方程的Backlund变换和它的孤立子解，然后对此孤立子解的稳定性进行分析.结果表明，在Lyapunov线性稳定性意义下,该解是条件稳定的，说明在非线性传输线中可以存在稳定传播的孤立子.同时，对齐次平衡法的思想进行了扩展,并在此基础上得到非线性传输线方程的另1组孤立子解和1组具有奇异性的孤立波解.     

五次非线性对光孤子传输的影响

光孤子传输中的高阶非线性效应一直是光纤通讯发展的制约因素,本文从理想基态光孤子传输方程入手,以数值方法、傅里叶变换为手段,以MATLAB为工具,模拟五次非线性对光孤子传输的影响.通过编程模拟得到结果,在入射功率较大的时候(我们取50 W),此时五次非线性效应不可忽略,有γ20时,它将抑制高阶孤子的形成,为自散焦现象;当γ20时,它将促进高阶孤子的形成,为自聚焦现象.同时γ2会导致脉冲产生侧峰.     

光折变晶体热透镜效应中光孤子传输与耦合特性的研究

籍助耦合非线性薛定谔方程，分析了光折变晶体热透镜效应中光孤子传输与耦合特性。结果表明，光折变晶体热透镜效应的实质就是光孤子耦合的结果，而光孤子传输与耦合的特性与光孤子的相对位相密切相关。     

三阶色散对暗孤子传输系统的影响

研究暗孤子传输系统中不可忽略的高阶扰动——三阶色散对暗孤子传输系统的影响结果表明:使用守恒量扰动法,由于三阶色散太小,无法表现出来,使用直接数值模拟可以看出三阶色散增大了系统的暗孤子到达检测窗口时间抖动,影响了系统的通信容量。