高阶飞秒孤子演化特性的数值研究

本文以高阶非线性薛定谔方程为数学模型,数值研究了高阶色散和高阶非线性效应影响下高阶飞秒孤子的演化特性,并与高阶皮秒孤子的演化特性进行了比较.结果发现二阶飞秒孤子的演化特性与二阶皮秒孤子的演化特性非常相似,都具有很好的周期性;而三阶和四阶飞秒孤子的演化特性与相应的皮秒孤子的演化特性有很大不同,高阶效应的存在不同程度上破坏了三阶和四阶孤子演化的周期性.     

单孤子在深聚焦系统中焦平面上的强度分布

研究了单孤子在深聚焦系统中焦平面上的强度分布。该孤子是微分非线性薛定谔方程(DNLSE)非零边界条件的解。分析了不同孤子参数和深聚焦系统不同数值孔径的条件下亮、暗孤子的聚焦特性。仿真结果表明,暗孤子的聚焦特性随孤子参数具有周期性,亮孤子比暗孤子具有更好的聚焦性,单孤子的聚焦点随孤子参数会发生位移,这种聚焦后的位移特性为光路控制提供了可能。     

非定域非线性介质中空间光孤子传输特性的研究

基于二维非定域非线性介质中的库默模型,研究了库默孤子的传输特性。分析发现,存在一群二维库默-高斯孤子簇,如环形孤子、项链孤子和半月形孤子。数值模拟表明高斯孤子和环形孤子是稳定的,其他孤子是不稳定的;并且非线性调制系数、调制深度等参数对孤子传播特性有着重要的影响,随着它们的增加,孤子的稳定性增加。     

高阶效应下矢量暗孤子传输特性研究

本文研究高阶效应下矢量暗孤子的传输特性,导出了矢量暗孤子在三阶色散和五阶非线性效应下的参数演化方程组和孤子两分量间的有效相互作用能的表达式,讨论了高阶效应对孤子传输特性和孤子两分量间相互作用的影响.     

分布放大传输系统中暗孤子链的传输特性研究

研究了由低掺杂浓度的分布式掺铒光纤级联传输系统中,多个暗孤子组成的暗孤子链的传输特性,结果表明：在分布放大传输中,奇或偶数个暗孤子组成的暗孤子链的传输特性存在较大的差异,其中奇数个暗孤子组成的暗孤子链的传输稳定性较好,而偶数个暗孤子组成的暗孤子链在传输过程中存在明显的由暗孤子相互作用引起的孤子自频率漂移和孤子变形。     

串联光折变晶体回路中独立孤子对的温度特性

为了得到温度对串联光折变晶体回路中独立空间孤子对特性的影响结果,基于串联光折变晶体回路中独立空间孤子对的基本理论,推出了低振幅条件下串联光折变晶体回路中亮暗独立空间孤子对光波演化方程的解析解。理论分析了温度对其特性的影响,数值分析了这种孤子对的动态演化特性,讨论了这种系统应用于温控光器件的可能性。结果表明,调节暗孤子的温度能够影响明孤子的特性。     

双芯光纤中孤子传输与耦合特性研究

利用自伴算符方法,通过耦合非线性薛定格方程分析了双芯光纤中孤子的传输与耦合特性。研究结果表明：孤子脉冲在两纤芯间的耦合特性与注入的孤子振幅有密切关系,耦合特性表现为周期性、非完全周期性和完全非周期性的能量变换;孤子脉冲在两纤芯间的传输特性与注入的两孤子间相对相位有密切关系。     

双光子光折变介质中Manakov屏蔽孤子的温度特性

为了研究双光子光折变介质中Manakov屏蔽孤子的温度特性,采用数值模拟的方法,得到了Manakov屏蔽孤子的强度包络,并分析了亮-暗Manakov屏蔽孤子对动态演化的温度特性。结果表明,亮-亮Manakov屏蔽孤子对的强度包络随着晶体温度的升高,其两孤子成分的峰值光强都逐渐减小,而其半峰全宽逐渐增加;暗-暗和亮-暗Manakov屏蔽孤子对具有类似的温度特性。说明通过改变晶体温度可以调控孤子的空间形态。     

中心对称双光子低振幅亮屏蔽孤子的时间特性

为了得到中心对称双光子光折变晶体中低振幅亮屏蔽孤子的时间特性的结果,推导出了晶体中空间电荷场的时间特性,得到了亮孤子的归一化空间包络随时间变化的方程。采用数值分析的方法对亮孤子的归一化空间包络及其在晶体中的时间演化特性进行了理论分析。结果表明：孤子的空间包络宽度随时间的演化单调递减一个最小值直至稳态孤子的形成;在相同的演化时间下,孤子的半峰全宽随着孤子峰值强度和暗辐射比值的增大而变小。在不同的时刻,入射光束都可在中心对称双光子光折变晶体中演化成空间孤子。所得结果对完善光折变空间孤子的理论有十分重要的意义。     

光折变空间光孤子

回顾了光折变孤子的相关研究及最新进展,描述了光折变孤子的形成及特性,分析了光折变孤子形成的理论机理,展示了光折变孤子的相互作用,说明了光折变孤子的应用价值及缺陷.     

三阶孤子在EDFA中的传输特性

对三阶孤子传输特性进行了数值研究,研究表明:三阶孤子在无增益光纤中传输时,脉冲会发生分裂、重合的周期性变化;在EDFA中传输时会有一次分裂和重合发生,之后分裂的两脉冲将不再重合,且产生新的子脉冲,子脉冲将会继续分裂、重合的传输下去;在三阶色散的影响下,孤子脉冲也会有一次分裂和重合,之后左边延迟脉冲会发生分裂,并产生小子脉冲;当对三阶孤子引入初始啁啾后,三阶色散引起的小子脉冲将不会产生。     

负五阶非线性下高阶孤子分裂的数值模拟

从光纤中包含五阶非线性的扩展非线性薛定谔方程组出发,采用分步傅立叶算法,以五到八阶孤子为例,数值模拟了负五阶非线性对高阶孤子波形演化的影响。研究表明,负五阶非线性下高阶孤子的演化不再有周期性,而是分裂成一对较强的主脉冲和一定数量的弱脉冲,且相对于中心对称的主脉冲对和弱脉冲对都可能因相互排斥而随距离的增加相互远离,分裂成的脉冲数目及相互远离的速度将随负五阶非线性参数及孤子本身的阶数而不同。对于阶数相对低的五、六阶孤子,在较弱的负五阶非线性时,靠近中心的弱脉冲对将出现周期性的排斥和吸引现象。相比较而言,阶数高的七、八阶孤子分裂出的脉冲数一般更多,脉冲对因相互排斥而互相远离的速度也更快。     

光孤子传输的能量、动量特性研究

求解了含高阶效应的孤波方程,由此孤子解得到光孤子的能量、动量表达式,并讨论了高阶效应对孤子通信的综合影响。     

三阶孤子传输和相互作用的数值研究

用分步富里叶变换法求解三阶孤子传输的NLS方程,得到了在此条件下孤子传输的数值图形,发现三阶孤子在传输中被压缩和裂变,三阶孤子的相互作用加速了孤子的裂变。通过增加二阶色散系数可抑制孤子的裂变和孤子在传输中的相互作用。     

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。     

自傅立叶信号在光纤中的传输特性?

提出了自傅立叶孤子概念。对自傅立叶孤子信号及自傅立叶高斯信号在光纤中的演变和传输进行了数值模拟和时频分析。结果表明,输入自傅立叶高斯信号,将演变成一类非自傅立叶孤子; 三阶色散效应会影响由自傅立叶高斯信号所演变的孤子的震荡传输幅度,且引起孤子时域延迟、频谱不对称。     

具有滑频滤波器的光孤子通信系统时间抖动的研究

本文通过微扰理论，对采用滑频滤波器控制的孤子系统的时间抖动进行了研究。结果表明，滑频滤波器的引入，导致幅度和频率、幅度和滑频滤波器三阶项间的耦合，使得孤子传输系统的时间抖动增大，影响系统的传输极限。研究了滑频滤波器三阶项对滑频速率的影响，讨论和比较了具有滑频滤波器、固定频率滤波器和不加任何控制时的系统对由放大器的ＡＳＥ噪声产生的时间抖动的抑制结果。采用滑频滤波器是一种较好地抑制时间抖动的方法。     

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.     

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     

光纤中五阶非线性对类明孤子传输特性的影响

本文采用变分法,考虑在五阶非线性情况下,修正的NLS方程的类明孤子的各参数随传输距离的变化特性。结果表明：五阶非线性情况下,类明孤子有很多不同于明孤子的特性。