光纤通信系统中孤子相互作用的探析

光孤子以其独特优点成为光纤通信系统中最理想的信息载体．借鉴前人研究成果，简述了光孤子通信中孤子间相互作用的机理，展望了光孤子通信的应用前景．     

光孤子传输特性分析及其应用前景

文章通过对光孤子的产生机理和传输特性的分析，从理论上阐明了光孤子在光纤通信中所具有的优越性；并结合近年来光孤子光纤通信实验的结果，对未来光孤子光纤通信的实用前景作了预测。     

光纤中的时间光孤子

光孤子的产生是实现光孤子通信的首要问题.介绍了光孤子的研究历史,通过分析光纤色散和非线性效应的相互作用,得出光纤中产生时间光孤子的条件、物理机理及特性,给出了描述时间光孤子的非线性薛定谔方程.最后,探讨了光孤子间相互作用对光孤子通信的影响,展望了光孤子的应用前景.     

非线性Schrodinger方程及光学孤子

研究了光纤孤子通信系统，是以光孤子理论为基础的。本文中从Ｍａｘｗｅｌｌ方程出发，导出光孤子满足的非线性Ｓｃｈｒｏｄｉｎｇｅｒ言程，并由此得同在单模光纤中能存在并传输光孤子的条件。     

光孤子通信技术实现及色散补偿的探讨

文章阐述了光孤子的成形机制、光孤子传输系统构成、关键技术以及光孤子通信技术的特点和传输原理.提出了光孤子通信的色散补偿方案,探讨了超长距离传输技术实现的方法.     

光孤子通信系统中定时抖动的控制

提出了定时抖动对光孤子通信系统传输性能的影响，分析了定时抖动产生的3个主要原因：即孤子互作用、横过光纤纤芯传输的声波、偏振模色散(PMD)，利用孤子微扰理论来研究光滤波器和调制器是如何改善孤子通信系统，实现对定时抖动的控制，最后以实验结果验证这种方法的可行性．     

新一代光纤通信—光纤孤立子通信

简要介绍了光孤子的概念、形成机制、基本特性以及近年来在光孤子通信领域的研究进程 ,分析了光孤子通信的优点和潜在的、具大的应用价值。     

光孤子通信中若干关键技术探析

介绍了有关孤子的若干概念，探析了光孤子通信中的若干关键技术的优点、限制因素及实现方式，介绍了有关实验研究进展状况，探讨了超高速光纤通信系统的实现途径。     

二维圆形白光光生伏打暗空间孤子

光学空间孤子的研究实现了由光导向光这一非线性光学长期以来的目标,为此,自光光折变空间孤子近年来受到人们的广泛关注。实验使用白炽灯泡作光源,在1cm厚的光生伏打光折变自散焦LiNbO3：Fe晶体中,观察了用振幅掩模产生的二维圆形白光光生伏打暗空间孤子,结果表明：二维圆形白光光生伏打暗空间孤子感应的波导能够很好地导向白光,并可长距离传播;完全非相干白光暗空间孤子具有控制和导向光的能力。     

利用与时间有关的Hartree近似研究光孤子的压缩问题

根据光孤子的特点定义了孤子中光子的产生和湮灭算符,进而得到2个正交相振幅算符,发现如果利用与时间有关的Hartree近似得到的量子非线性Schroinger方程的解来描述光孤子在光纤中的行为,随着传输距离的增加,正交相振幅的方差呈现周期性的变化,并在一段区域内低于量子极限,即形成光孤子的压缩态.     

光孤子的研究进展

孤子理论已成为与混沌、分形并立的物理界非线性理论的前沿,而孤子理论中最具实用性的光孤子早已成为非线性光学领域的热门课题。介绍2种基本分类光孤子的研究历史和发展现状。     

双光子光折变介质中非相干耦合屏蔽光伏孤子族

为了获得有外加电场的双光子光伏光折变介质中存在着稳态非相干耦合屏蔽光伏空间孤子族的结果,对外加电场的双光子光伏光折变介质中多束偏振方向和波长都相同的互不相干光束的耦合进行了理论研究。结果表明:双光子非相干耦合屏蔽光伏孤子族可以看成是屏蔽孤子族和光伏孤子族的统一形式。当光伏场可忽略时,屏蔽光伏孤子族就转化为屏蔽孤子族;而当外加电场不存在时,屏蔽光伏孤子族相当于开路和闭路条件下的光伏孤子族;当孤子族中只含有2个光束分量时,孤子族就变为屏蔽光伏孤子对。     

非线性双折射脉冲耦合特性及应用

根据耦合NLS方程，研究了线性极化条件下，光纤双折射非线性耦合特性，由此提出光孤子开关原理。研究了孤子开关工作的可靠性和稳定性问题，并提出了解决问题的方法。根据NLS方程，引入相移器，相移量多少由控制脉冲决定，并允许光纤相位在较大范围内变化。相位满足相消条件，控制脉冲与信号脉冲合并时刚好反相抵消，使孤子开关的工作可靠性和稳定性得到提高。     

竞争非局域介质中光束调控

非局域空间孤子具有低功率、类似粒子的弹性碰撞特性,因此在光信息处理和光连接领域具有潜在应用。为了获得光束传输的有效控制方法,数值计算了亮孤子及亮孤子对由非局域介质进入竞争非局域介质后的传输行为。发现,非局域亮孤子进入竞争非局域介质后以呼吸子的形式传输。非局域偶极孤子进入竞争非局域介质后分裂成两个独立传输的亮孤子。反位相非局域亮孤子组成的震荡束缚态进入竞争非局域介质后的传输行为与界面(非局域介质与竞争非局域介质的交界)位置有关。当界面选到节点(非局域孤子间距离取最小值的点)附近时,震荡束缚态分裂成两个独立的孤子;界面选到其它位置时,震荡束缚态以准束缚态形式传输。该发现为光的传输与控制提供了新的方法。     

色散补偿光孤子传输的数值研究

数值模拟了光时分复用８×２．５Ｇｂｉｔ／ｓ的光孤子在１．５５μｍ波长附近的标准单模光纤中的传输。结果表明,若不采用任何消色散的方法,孤子仅能传输几十公里就发生严重的展宽直到分裂。若采用色散补偿的方法消除标准光纤的大色散值,可使系统的性能得到大大改善且可延长传输距离,另外通过采用色散补偿,可有效地降低了孤子所需的平均功率。     

利用光子晶体光纤产生光孤子压缩态

利用强度相关的自相位调制效应从实验中得到了光孤子幅度压缩态.实验装置主要部分为非对称的Sagnac干涉仪,光脉冲通过PC/FC接头连接到分光比为90:10的耦合器,耦合器与40m长的光子晶体光纤形成干涉环.在合适的输入功率下,干涉仪的输出端可以得到光孤子幅度压缩态.利用零拍平衡探测系统对光孤子幅度压缩态进行了检测,检测部分包括50/50分束器、2个低噪声光电探测器和1个加减法器与频谱分析仪.测得输入Sagnac环和输出Sagnac环光强分布曲线,以及以散粒噪声为基准的信号噪声的相对曲线,计算产生的光孤子振幅压缩态压缩率为1.6 dB.实验数据分析表明,选择合适的光子晶体光纤,能进一步增大压缩率.     

分布式光纤传感器中孤子效应作用的研究

针对目前分布式光纤传感器的优缺点,提出利用孤子效应来提高喇曼型ＤＯＦＳ的空间分辨率,具体分析了孤子效应对喇曼散射型分布式光纤传感器的作用,指出高阶孤子效应能在一距离 的传感中实现高空间分辨率。在分析中考虑了输入光脉冲波形变化和预测调频对返回脉冲的影响。     

非线性光纤中的光孤子形成及传输

通过光纤色散对光脉冲的展宽、光纤非线性中自相位调制对光脉冲展宽以及啁啾的生成的分析，利用非线性薛定谔方程详细阐明了光孤子的形成及传输的基本原理。     

超高斯光脉冲在单模光纤中的传输特性分析

通过数值求解非线性薛定谔方程(NLS)，分析了输入功率以及初始啁啾对超高斯脉冲在单模光纤中传输的影响，并且分析了当输入功率增大到141mW时呈现的光孤子效应。     

10GHz ps光孤子在G652光纤中的绝热传输实验

利用二次谐波频率分辨光学门(FROG)脉冲分析仪,实验研究了一阶啁啾ps光孤子在普通单模光纤(SMF)中长距离绝热传输时脉冲波形、脉宽和啁啾的变化规律。实验结果表明,在色散较大的标准SMF中,一阶啁啾孤子的稳定传输长度超过1000个色散长度,即很好地保持双曲正割波形不变(啁啾不影响孤子的波形),但啁啾孤子的脉宽展宽速度高于非啁啾孤子绝热传输的微扰结果;采取预加重措施,可以减小孤子脉宽的增大。因此,对于占空比较小的ps孤子脉冲,可以不必采用复杂的消啁啾和色散管理措施,就可以利用绝热方式进行稳定传输。