饱和非线性光纤中孤子传输特性的数值研究

文章以包含五阶非线性效应的高阶非线性薛定谔方程为模型,数值分析了饱和非线性光纤中孤子的传输特性.结果表明,五阶非线性效应影响下,皮秒孤子间的相互作用与不含五阶非线性效应孤子情况并不相同,其相互作用更为严重.这对光孤子通信系统是非常有害的.数值计算结果发现,同时采用不等振幅和不等位相法,选取合适的振幅比和相对相位可以对孤子间的相互作用进行有效的抑制.     

五阶非线性对耦合光纤孤子传输特性影响的研究

运用变分法导出五阶非线性作用下孤子的参数演化方程组,研究五阶非线性耦合光纤中孤子的传输特性,讨论五阶非线性效应对孤子的振幅,频宽,啁啾,频率,中心位置及相位的影响.     

饱和介质中暗孤子的传输特性研究

运用行波法求解正常色散区含频率啁啾和介质非线性饱和效应的NLS方程,并由得到的孤子解讨论了啁啾和介质非线性饱和效应对暗孤子传输特性的影响.     

被动锁模光纤环形孤子激光器的理论研究

分析了三阶色散和五阶饱和吸收等高阶非线性效应对被动锁模光纤环形孤子激光器的稳定性的影响，通过路径平均非线性薛定谔方程的求解，获得了被动锁模光纤环形孤子激光器稳定运行的条件     

五阶非线性对源啁啾皮秒孤子传输的影响

从光纤中包含五阶非线性项的非线性薛定谔方程出发,数值研究了五阶非线性下源啁啾皮秒孤子间的相互作用.结果表明:正、负五阶非线性对源啁啾皮秒孤子的传输影响不相同.当源啁啾参数值较小时,前者表现为两孤子经过一段传输距离发生碰撞,然后合二为一.后者,表现为周期渐减的离合状态,当源啁啾参数值增大到一定值以后,两种情况下孤子都产生裂变.这对光孤子通信系统是非常有害的,采用不等振幅法在一定程度上对正、负五阶非线性下源啁啾皮秒孤子间的相互作用进行了有效的抑制.     

被动锁模光纤环形孤子激光器的理论研究

分析了三阶色散和五阶饱和吸收等高阶非线性效应对被动锁模光纤环形孤子激光器的稳定性的影响，通过路径平均非线性薛定谔方程的求解，获得了被动锁模光纤环形孤子激光器稳定运行的条件。     

光纤通信系统中非相干暗孤子间的相互作用

利用变分法，通过非线性Schroedinger方程，导出光通信系统中非相干暗孤子间的相互作用，即通过非线性强度叠加产生的相互作用。结果表明：在两个非相干暗孤子之间存在排斥力，并且高阶色散效应减弱了非相干暗孤子的相互作用。这与相干暗孤子之间的相互作用结果一致。     

用FDTD模拟分析高阶色散对光孤子传输的影响

利用时域有限差分方法（FDTD）求解含高阶色散效应的非线性薛定谔方程（NLS）,数值模拟结果表明：FDTD方法的计算结果与传统的分步傅里叶变换法的模拟结果完全一致,三阶色散效应使孤子脉座沿传播方向的右侧出现振荡,而四阶色散效应使孤子脉座双侧出现振荡,严重影响了孤子的传输。FDTD方法原理简单,易于编程,其随时间空间推进的方式可方便地给出了孤子传输的全过程。     

含喇曼效应的暗孤子解

应用变分法,讨论喇曼效应对光纤中暗孤子传输特性的影响,导出了暗孤子参数演化的方程组,并得出了存在喇曼效应时暗孤子的孤波解.     

高阶色散和五阶非线性对类明孤子传输特性的影响

从修正的非线性薛定谔方程(MNLSE)出发,采用变分法,导出了在高阶色散和五阶非线性共同作用下类明孤子脉冲参数随传输距离的演化方程组;求出了振幅与脉宽、脉宽与啁啾之间的约束关系及脉宽随传输距离演化的解析解;分析讨论了光纤中高阶色散和五阶非线性共同作用对类明孤子传输特性的影响.     

五次非线性效应对高斯脉冲和孤子啁啾演变影响的研究

从理论上推导出包含五次非线性系数的高斯脉冲和孤子的啁啾表达式.发现不论是高斯脉冲还是孤子,五次非线性效应对啁啾的影响与脉冲的初始啁啾、光纤的损耗系数、入射光场的峰值功率和脉冲传输距离等诸多因素有关.在其他参数给定的情况下,分别考虑了五次非线性效应对高斯脉冲和孤子啁啾的影响特性,并做了简单的比较.结果表明,高斯脉冲和孤子啁啾的演变特性极为相似.选择合适的五次非线性系数的光纤,并与其他参数相匹配,可以在高斯脉冲和孤子中心附近相当宽的区域内出现净啁啾等于零或近似等于零的现象.     

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.     

一维BEC中暗孤子在抛物势阱中的动力学

给出一维BEC中暗孤子在抛物势阱中的运动方程,并由此讨论暗孤子在抛物势阱中的动力学演化.结果表明:暗孤子在抛物势阱中呈周期运动.同时,通过数值模拟研究在Thomas-Ferm i近似下暗孤子在BEC中的演化情况,数值结果与理论预测非常一致.另外,我们还讨论暗孤子在抛物势阱中的相互作用,结果表明:暗孤子在抛物势阱中的相互作用呈周期性的弹性碰撞,并且随着孤子间隔的减小,周期碰撞的振幅越来越小,直到两个暗孤子合而为一;同时,随着孤子间隔的减小碰撞周期也随之减小.这与光学传输过程中的孤子相互作用是不同的.     

非相干耦合空间孤子族的一般理论

提出了一个适用于非相干耦合空间孤子族的一般理论．从这一理论可以很方便地得到亮、暗、灰孤子族的波形．研究表明这些孤子族的形成条件直接依赖于折射率改变与入射光光强的关系,而不是折射率的正负．另外,利用调制失稳理论研究了这些孤子的稳定性．当这一孤子族只包含两个分量成分时,它自动退化到非相干耦合孤子对的情况．利用这一理论,理论上证明了非相干耦合亮、暗、灰孤子族也可以在角烧孔效应的光致异构非线性聚合物中形成．     

增益色散和双光子吸收所支持的皮秒基孤子解

用行波方法给出了含有增益色散项和双光子吸收项的非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ方程的皮秒严格亮基孤子解和严格暗基孤子解，以及严格暗基孤子解存在的条件；分别采用守恒量近似和Ｌａｇｒａｎｇｅ微扰近似，讨论了严格基孤子解存在所必需的参数条件不能严格满足时，参数偏离对准亮基孤子和准暗孤子传播的影响．讨论结果表明，既使是严格基孤子解的存在条件不能满足，在守恒量近似的意义上，皮秒亮光脉冲传播一段距离以后，仍能演化成稳定的亮基孤子；而暗基孤子的传播在微扰近似的意义上不受参数偏离的影响．     

矢量暗孤子两偏振分量的相互作用特性

利用变分法研究双折射光纤中矢量暗孤子两偏振分量的相互作用,导出矢量暗孤子两分量间相互作用能和相互作用力的表达式,由此详细讨论了两分量孤子的相互作用特性.     

非线性Schrdinger方程的基暗孤子解

采用两种方法分别求出了非线性Schrdinger(NLS)方程的一般形式的基暗孤子解。一是对NLS方程进行直接求解;另一是基于NLS方程解的性质,由静止基暗孤子解导出了一般形式的基暗孤子解。     

非均匀非线性波导中暗孤子条在抛物面背景中的传输特性

研究非线性自散焦介质中暗孤子条在抛物面背景中的传输特性.结果显示:基态暗孤子条能够在抛物面背景中自相似地演化,而高阶暗孤子条则在自相似演化中会分裂出成对的灰孤子.     

光纤孤立子与光孤子通信

光纤的一个重要特征：线性和非线性效应，如群速度色散效应和Kerr非线性效应。首先介绍了光孤子的概念、历史的研究，然后讨论了单模光纤中光孤子形成的物理机制，比较了光孤子通信和光纤通信的优缺点，最后探讨了孤子间相互作用对光孤子通信系统的影响。