色散缓变光纤中飞秒光脉冲的增强压缩

提出一种基孤子脉冲压缩的新方法。研究表明 ,在色散缓变光纤中利用拉曼自散射效应与负三阶色散效应的相互作用 ,可以获得更高压缩比的超短光脉冲     

孤子效应脉冲压缩中的三阶色散抑制

提出并通过数值计算证明,若周期性地改变光纤的三阶色散系数,则可有效地抑制三阶色散对色散位移光纤中孤子效应脉冲压缩的影响     

高阶色散和非线性效应下三阶孤子对传输的研究

高阶色散及高阶非线性效应是制约光孤子稳定传输的重要因素。基于光孤子传输的非线性薛定谔方程,综合考虑三阶色散和五阶非线性的影响,采用分步傅里叶算法,数值研究了三阶孤子对间的相互作用。结果表明：三阶色散导致三阶孤子对无规则地裂变,裂变后的光脉冲形状发生畸变,脉冲中心位置出现偏移;考虑负五阶非线性作用后,在一定程度上抑制了孤子裂变,但是光脉冲在传播过程中伴有能量转移。而正五阶非线性作用使三阶孤子对传输图形进一步恶化。适当地选取负五阶非线性参数值,可以完全消除三阶孤子对的裂变和相互作用,改善了脉冲中心位置的线性偏移。     

高阶色散效应对孤子和孤子对传输的影响

用数值法求解含高阶色散效应的光孤子NLS方程,数值求解发现三阶色散效应使孤子脉座单边振荡和四阶色散效应使孤子脉座的双边振荡,导致临近的脉冲相互重叠和脉冲形状畸变,在孤子对间激起次脉冲,从而造成系统误码,提出重点应对三阶色散进行补偿以减小系统误码。     

基于交叉相位调制的孤子脉冲压缩效应研究

在负色散区 ,基本孤子在光纤中传输时其波形与脉宽保持不变。提出一种在负色散区利用交叉相位调制效应压缩基本孤子脉冲的新方法。采用分步傅里叶方法对非线性耦合方程进行了数值计算与模拟。研究了不同抽运功率、不同抽运脉冲啁啾参数以及不同脉宽对基本孤子脉冲压缩的影响。发现基本孤子脉冲不仅能够被压缩 ,而且光纤存在最佳压缩长度。在抽运功率一定的条件下 ,选取负啁啾的抽运脉冲 ,可获得更高压缩比的压缩光脉冲。另外 ,不同的脉冲宽度对孤子脉冲的压缩产生较大的影响 ,一般情况下 ,选用较窄的抽运脉冲易于产生较短的压缩光脉冲     

高阶色散和高阶非线性效应对准光孤子传输的影响

为了研究高阶色散和高阶非线性效应对其在普通光纤上传输的影响,用数值模拟的方法研究了三阶色散、自陡效应和脉冲内拉曼散射效应对准光孤子传输的影响.结果表明准光孤子在实际的普通光纤中传输时,三阶色散、自陡效应和脉冲内拉曼散射效应中,冲内拉曼效应对其传输产生的影响比较大,致使准光孤子在普通光纤上传输时脉冲不断展宽,脉冲峰值功率降低,不能长距离保持脉冲形状不变.     

五阶非线性光纤中三阶孤子的波形演化

为探讨五阶非线性对三阶孤子波形演化的影响,从光纤中包含五阶非线性效应的扩展非线性薛定谔方程出发,采用分布傅里叶算法,计算模拟了不同五阶非线性参数下三阶孤子的波形随传输距离的演化规律。结果表明,正五阶非线性对三阶孤子主要起压缩作用,在压缩的一个或两个脉冲主峰旁可能出现多个对称的弱背景峰,脉冲压缩程度及弱背景峰的数目随距离而不同;负五阶非线性下三阶孤子的波形演化虽与只有三阶非线性的情形差异不大,但在一个孤子周期内波形不能恢复原状,而且分裂成两个脉冲所需的距离增加。该研究对脉冲压缩及孤子传输等方面有一定的指导意义。     

一种新的数学方法及其在色散缓变光纤方程中的应用

将一种新而简洁的数学方法应用于色散缓变光纤中含高阶色散的非线形薛定谔方程(NLSE)中,分析了负三阶色散和负四阶色散对孤子压缩效应和频移效应的影响,并给出了压缩长度的数学表达式.这些表达式所预示的规律,或与已知的实验结果一致,或与数值模拟的结果一致.     

三阶色散对光纤中啁啾类明孤子传输的影响

根据含三阶色散微扰修正项的非线性薛定谔方程,采用变分法,导出了三阶色散效应作用下光纤中具有初始啁啾的类明孤子各参数随距离演化的微分方程组,并用龙格-库塔算法对微分方程组进行了数值求解,数值结果表明:正三阶色散使脉宽展宽,负三阶色散使脉宽压缩,而初始啁啾总是使脉宽展宽,它们都导致相位与频率的抖动和更为严重的频率啁啾.为保证类明孤子稳定传输必须控制三阶色散系数和初始啁啾在很小(如≤0.0001)的范围内,采用三阶色散符号正负交替改变的光纤也有助于类明孤子稳定传输.     

三阶色散对光纤中基孤子脉冲传输的影响

通过数值求解非线性薛定谔方程,研究了三阶色散效应对基孤子脉冲在单模光纤中传输的影响.结果表明,在三阶色散作用下,基孤子脉冲在传输过程中被展宽,峰值能量逐渐减小,脉冲形状发生畸变,脉冲的中心偏向一侧,并形成非对称的拖尾振荡结构;当与二阶色散共同作用时,三阶色散引起的脉冲振荡会变缓.考虑非线性效应后,在一定程度上补偿了由于色散效应导致的峰值功率的减小,同时抑制了非对称拖尾结构的产生.     

光子晶体光纤超连续谱高阶孤子分裂的数值模拟

基于高阶非线性薛定谔方程,利用分布傅里叶方法（SSFM）数值模拟了高阶孤子在光子晶体光纤反常色散区中的传输。从脉冲形状和频谱两个方面分析讨论了三阶色散、自陡峭效应和脉冲内拉曼散射对高阶孤子传输的影响。计算结果表明：高阶效应使高阶孤子的演化不再具有周期性特性。其中,对高阶孤子分裂起主导作用的是三阶色散和孤子内拉曼散射。高阶效应均使最终频谱得到了不同程度的展宽。     

高阶效应对微结构光纤中超连续谱产生的影响

采用分布傅立叶方法求解了广义非线性薛定谔方程（GNSE）,数值模拟了飞秒激光脉冲在微结构光纤中的非线性传输和超连续谱的产生,详细分析了脉冲拉曼散射、自陡峭效应以及三阶色散对超连续光谱产生的影响。分析结果表明：超短脉冲在微结构光纤中传输时出现孤子自频移现象,同时也发现脉冲内拉曼散射和自相位调制的联合作用导致高阶孤子分裂,光谱得到极大展宽,在时域中出现两个滞后的拉曼孤子,三阶色散和自陡效应对光谱的形状影响较小,起着与脉冲内拉曼散射相反的作用,自陡效应比三阶色散效应对光脉冲的影响大一些。     

三阶色散对拉曼频移的增强和抑制作用

基于光子晶体光纤(PCF)中脉冲演变遵循的非线性演化方程,用数值方法研究了三阶色散(TOD)对孤子拉曼自频移(RIFS)的影响.结果表明,在反常色散区,正的三阶色散对孤子拉曼自频移有抑制作用,而负的三阶色散却对频移有增强作用.当输入脉冲较窄,色散波产生的距离较短时,由于频谱反弹效应,三阶色散对频移增强的作用在光纤的零色散波长处会被抑制.输入脉冲的峰值功率和形状对拉曼频移被抑制所需光纤的长度有重要的影响.在正常色散区,三阶色散对拉曼频移的影响可忽略不计.     

五阶非线性效应下三阶孤子对演化的数值研究

对五阶非线性效应下三阶孤子间的相互作用进行了数值研究,结果表明：正五阶非线性作用将会导致三阶孤子对波形进一步恶化。在负五阶非线性作用下,原来的三阶孤子很快发生裂变,三阶孤子对同相位时, 裂变后峰值小的两孤脉冲位于内侧,两个三阶孤子表现出先吸引、碰撞,然后聚合成一个孤脉冲。三阶孤子对反相位时,裂变后峰值强度小的孤脉冲位于外侧,并且一直保持排斥状态,每个三阶孤子裂变数目随负五阶非线性参数绝对值的增大而增多。适当选取负五阶非线性参数值,可以有效地抑制三阶孤子间的相互作用。     

皮秒正啁啾脉冲的孤子效应压缩

在近似求解非线性薛定谔方程、分析单模光纤负群速度色散区群速度色散和自相位调制效应所致频率啁啾对入纤正啁啾脉冲的调制压缩机理的基础上，定量计算了在光纤负色散区损耗对初始正啁啾皮秒脉冲孤子效应压缩的影响．结果表明：初始正啁啾改善了损耗对压缩参量的不良影响，遏制了最佳光纤长度的增加，增强了压缩效果，提高了压缩质量．选取适当的光纤长度和初始峰值功率，可望实现光学脉冲在单模光纤中的有效压缩．     

改善超短脉冲在光纤环形镜中传输特性

文章研究了构成光纤环的色散渐减光纤三阶色散分别为正、负以及忽略三阶色散情况 下,超短脉冲在光纤环中的传输特性,通过比较发现脉冲内拉曼散射与负的三阶色散相互作用更有利于飞秒脉冲的传输与压缩,从而使飞秒光脉冲在环形腔中的传输特性得到极大改善。     

随机高阶效应对孤子传输系统的影响

基于高速传输的超短光孤子脉冲传输系统中存在不可忽略的高阶效应，研究了随机高阶效应的扰动对孤子系统的影响。结果表明：随机高阶效应引起孤子到达时间抖动而降低了孤子传输系统的容量，其中随机三阶色散引起的孤子到达时间抖动方差与传输长度的三次方成正比，随机非线性色散和随机随时间变化的三阶非线性引起的孤子到达时间抖动方差与传输长度的一次方成正比     

三阶色散对色散控制孤子相互作用的影响

推导了三阶色散影响下色散控制孤子非线性相互作用的表达式,通过数值模拟分析了三阶色散对色散控制孤子非线性相互作用的影响,同时考虑了放大器自发辐射噪声对脉冲传输的影响。     

含三阶色散效应的暗孤子解析解研究

本文运用变分法,求出了含三阶色散效应时的暗孤子解析解,并结合数值模拟的方法得出了含三阶色散效应的暗孤子传输的一系列图像,最后对三阶色散对暗孤子传输特性的影响作了分析和讨论.     

周期三阶色散对色散管理孤子传输的影响

建立了含有三阶色散的色散管理系统模型,研究了周期三阶色散对色散管理孤子传输的影响.结果表明,三阶色散独立于其它效应,它导致色散管理孤子出现显著的线性延时和轻度崩塌,而且它对色散管理孤子的影响在传输距离上可平均.若周期性地改变光纤的三阶色散系数,可有效避免它对色散管理孤子传输的影响.