具有周期非均匀扰动的色散管理系统中的孤子传输

在准理想的色散管理系统中建立了非均匀扰动模型,研究了它们对孤子传输和相互作用的影响.这些扰动导致孤子崩塌,加剧了孤子间相互作用.它们影响的大小与周期长度和扰动强度有关,并且存在最坏周期长度和扰动共振现像.最后,引入非线性增益和滤波器来有效控制这些扰动的影响.     

非均匀系统中非自治孤子的色散和非线性管理

基于包含自发拉曼散射和外电光调制效应的非自治非线性薛定谔方程,采用简单的变换方法,解析研究了三种非均匀系统中非自治孤子的管理和传输。结果发现,在非均匀的非线性渐增或色散渐减光纤系统中都存在精确的啁啾非自治孤子解,都可以实现孤子的放大和压缩,但具有不同的速度、频移和啁啾特性;而在非均匀的色散和非线性均渐减光纤系统中,可以支持无啁啾的非自治孤子,该孤子具有不变的脉宽和振幅以及振荡衰减的速度,孤子的频移仅由自发拉曼散射决定。同时,数值模拟结果进一步证实在三种非均匀管理系统中都可支持非自治孤子的传输。该研究结果为实际非均匀孤子管理系统中实现孤子的压缩和传输提供了理论依据。     

周期集总放大系统中暗孤子的传输和相互作用

本文研究了暗孤子在周期集总放大色散渐减光纤系统中的传输和相互作用。解析得到了包含周期集总放大的变系数非线性薛定谔方程的精确1-暗孤子和2-暗孤子解。基于精确的1-暗孤子解,研究了色散渐减周期集总放大系统中暗孤子的传输和放大;基于精确的2-暗孤子解,研究了两个暗孤子之间的碰撞、排斥和平行传输三种相互作用。研究发现,当周期集总放大器的参数、光纤的损耗和色散参数相互平衡时,通过色散渐减光纤可以实现暗孤子的放大和恢复;选择合适的孤子参数,可以控制色散渐减周期集总放大光纤系统中暗孤子间的相互作用。该研究结果对有关暗孤子的放大和传输可提供一定的理论指导。     

色散渐减光纤链中孤子的周期集总放大和恢复EI北大核心CSCD

基于包含渐减色散和周期集总放大的变系数非线性薛定谔方程,通过一种简单变换,解析出其精确孤子解,并研究了色散渐减周期集总放大(DDPLA)光纤链路中孤子的传输、放大和恢复。研究结果表明,当光纤色散、损耗和放大器增益相互平衡时,色散渐减光纤链路中可实现孤子的周期放大和恢复;而且可根据光纤损耗和放大周期来设置放大器的增益,或根据光纤损耗和放大器增益来设置放大周期,从而实现孤子的周期性放大或恢复。另外,采用数值计算的方法讨论了孤子的稳定性和相邻孤子间的相互作用。研究结果对实际的色散渐减周期集总光纤链中孤子的传输及周期放大链路的精确配置具有一定的理论指导意义。     

色散渐减光纤链中孤子的周期集总放大和恢复

基于包含渐减色散和周期集总放大的变系数非线性薛定谔方程,通过一种简单变换,解析出其精确孤子解,并研究了色散渐减周期集总放大(DDPLA)光纤链路中孤子的传输、放大和恢复。研究结果表明,当光纤色散、损耗和放大器增益相互平衡时,色散渐减光纤链路中可实现孤子的周期放大和恢复;而且可根据光纤损耗和放大周期来设置放大器的增益,或根据光纤损耗和放大器增益来设置放大周期,从而实现孤子的周期性放大或恢复。另外,采用数值计算的方法讨论了孤子的稳定性和相邻孤子间的相互作用。研究结果对实际的色散渐减周期集总光纤链中孤子的传输及周期放大链路的精确配置具有一定的理论指导意义。     

非均匀光纤中暗孤子传输特性研究

由于变系数非线性Schrödinger方程的增益、色散和非线性项都是变化的, 根据方程这一特点可以研究光脉冲在非均匀光纤中的传输特性. 本文利用Hirota方法, 得到非线性Schrödinger方程的解析暗孤子解. 然后根据暗孤子解对暗孤子的传输特性进行讨论, 并且分析各个物理参量对暗孤子传输的影响. 经研究发现, 通过调节光纤的损耗、色散和非线性效应都能有效的控制暗孤子的传输, 从而提高非均匀光纤中的光脉冲传输质量. 此外, 本文还得到了所求解方程的解析双暗孤子解, 最后对两个暗孤子相互作用进行了探讨. 本文得到的结论有利于研究非均匀光纤中的孤子控制技术.     

飞秒啁啾孤子在线性色散平坦光纤中的相互作用

采用分步傅里叶方法数值研究了在线性色散平坦光纤反常色散区等幅同相孤子脉冲相互作用受高阶色散、拉曼效应、光纤损耗和啁啾参量C等的影响规律。多孤子脉冲在线性和凸形色散平坦光纤中传输100个孤子周期后仍具有孤子特性。在线性色散平坦光纤,多孤子脉冲相互作用受三阶色散影响较严重,三阶色散使各脉冲产生较大的色散波和线性时延;更高阶色散的影响可以忽略;拉曼效应使脉冲产生较大的非线性时延;啁啾加强了脉冲间相互作用;光纤损耗减弱了脉冲间相互作用。     

高码率光孤子传输系统中用光相位共轭补偿高阶扰动

在由分布式掺铒光纤级联的高码率传输系统中存在不可忽略的高阶扰动,它们引起孤子自频率漂移和孤子变形。本文用光相位共轭补偿高阶扰动,结果表明:由分布式掺铒光纤级联的高码率传输系统中,适当选取光相位共轭周期长度,可以完全消除高阶扰动引起的孤子自频率漂移和孤子变形。     

光传输、通信理论

当皮秒孤子在群色散沿长度方向指数衰减的色散渐变光纤(DDF)中传输时,孤子的群色散和自相位调制保持局域平衡.宽度可以保持不变,用于孤子光通信有其特殊的优越性。但群色散分布满足要求的色散渐变光纤制造难度较大。文章提供了用群色散分段均匀的光纤(称其为阶梯色散渐变光纤)来加以替代的可能性。模拟结果表明,孤子可以在由这样的光纤及滑频滤波器     

非自治拉曼多色孤子的管理和传输

以变系数的非自治非线性薛定谔方程为模型,考虑了一种色散、非线性和自发拉曼散射效应管理下的非自治系统,通过简单变换显式给出了该系统的精确非自治拉曼多色孤子解。基于精确孤子解,解析研究了该拉曼多色孤子在非自治管理系统中的演化特性,发现孤子的中心位置、波数与色散和非线性以及拉曼效应有关,而孤子频移仅与拉曼效应的参数决定,拉曼效应主导了非自治孤子的自频移,引起了孤子的频移在传输过程中不断的发生变化,导致了孤子的多色性。另外,我们数值讨论了该非自治孤子的传输稳定性,结果表明:该非自治拉曼多色孤子在有限的扰动下具有较好的稳定性。     

光通信

光传输、通信理论TN9112007021730色散控制“呼吸”孤子传输特性的数值研究=Numerical a-nalysis of dispersion-managed“breathing”soliton trans-mission[刊,中]/徐铭(深圳大学信息工程学院.广东,深圳(518060)),严新民…//电子科技大学学报.-2006,35(4).-443-446采用数值计算方法研究了色散控制“呼吸”孤子传输系统稳定传输的特性,研究结果表明:脉冲的主体或“内核”部分的演化是稳定的,而脉冲所受的周期放大损耗以及色散项的扰动在归一化放大间距<<1条件下,该扰动对脉冲主体的影响可以忽略,从而证明了色散控制“呼吸”孤子传输是一…     

孤子色散管理传输及其在常规光纤通信中的可行性研究

从描述光纤中孤子脉冲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．研究了色散管理孤子（DMS）在常规光纤中的传输演化特性，分析了色散管理孤子在常规光纤通信系统中的可行性．结果表明，孤子在通过密集周期性搭配具有相反色散系数的光纤中传输，可以降低孤子间的相互作用，使得孤子的传输演化特性得到改善．利用色散管理来对常规光纤中光孤子脉冲之间的相互作用加以抑制，从而提高信息传输的比特率，但必须具有特殊的光纤制造工艺．     

偏振模色散影响色散控制孤子传输的理论研究

采用变分法分析高速色散控制孤子在双折射光纤中的传输规律。首先建立了色散控制孤子在双折射光纤中的扰动传输模型 ,然后解析了偏振模色散影响下色散控制孤子各参量的传输演化规律 ,最后对解析结果进行了计算。研究结果表明 ,偏振模色散参量对色散控制孤子能量、脉宽的演化影响很大 ,当偏振模色散很大时 ,如Dp>0 .3ps/km1/ 2 时 ,必须考虑采用某些在线控制手段来有效抑制偏振模色散对传输系统的影响 ,然而 ,当Dp≤ 0 .1ps/km1/ 2 时 ,系统几乎不受影响 ,同时本文还证明了色散控制孤子抗偏振模色散扰动的能力强的这一特点。为研究偏振模色散对高速非线性传输系统、特别是色散控制孤子传输系统的影响提供了理论依据和研究方法。     

变系数拉曼增益对两种特殊形式暗孤子传输特性的影响

在非均匀光纤中,基于带有分布色散,自相位调制和自陡峭的变系数修正非线性薛定谔方程(VcMNLSE)及其两种暗孤子解,详细讨论了不同形式的拉曼增益对暗孤子解传输特性的影响。结果表明:周期的正弦函数拉曼增益会使两种暗孤子解的背景波产生周期性振荡,并且振荡周期和幅度均随正弦函数的参数变化而变化;双曲正弦函数和指数函数的拉曼增益将会使两种暗孤子解的背景波功率升高;正切函数的拉曼增益会使两种暗孤子解的背景波产生阶跃性变化,且周期振荡暗孤子解会在传输过程中发生分裂。     

亚皮秒光脉冲在密集色散管理光纤中的传输特性

文章从包含高阶效应的非线性薛定谔方程出发,基于一种二阶和三阶色散都作了完全补偿(零路径平均色散)的光纤级联系统模型,用数值法对亚皮秒(几百飞秒)高斯光脉冲在密集色散管理光纤(放大周期远远大于色散补偿周期,La>>Lc)中的传输特性做了研究.结果表明啁啾化亚皮秒光脉冲在短周期色散补偿光纤中可以实现稳定传输.色散管理的密集化程度越高,即色散补偿周期越短,光脉冲在光纤中传输时的呼吸度越小,前后脉冲间的相互作用也越弱,有利于提高光纤传输系统的性能.此外,由于色散管理孤子的系统功率较小,因此高阶非线性项的影响不大.     

强色散管理孤子在密集周期光纤中的演化

利用变分方法,推导出了在强色散管理的密集周期光纤中脉冲稳态传输的解析条件,并给出了初始脉冲峰值功率的表达式.运用这些公式,对各种色散管理系统中孤子的演化进行了半解析的考察.三阶色散也被考虑在内.结果表明:不完善的色散斜率补偿将导致脉冲中心位置的偏移甚至严重的孤子形状劣化.     

光通信 光传输、通信理论

TN911 2006043527导引中心“呼吸”孤子传输理论及数值分析=Transmissiontheory of guiding-center“breathing”soliton andits numer-ical analysis[刊,中]/徐铭(深圳大学信息工程学院新技术研究中心.广东,深圳(518060)) ,吉建华…∥光子学报.—2006 ,35(4) .—573-577采用导引中心理论分析了色散管理孤子系统,证明了色散控制孤子(DMS)传输的稳定性,同时,给出了“呼吸”色散管理孤子的稳定传输条件。结合数值计算方法,研究了DMS参量如幅度、脉宽、啁啾以及脉冲能量在色散管理周期内的演化特性,该传输系统的稳定传输特性,从而不但验证…     

耦合Ginzburg-Landau方程的啁啾类亮灰孤子对传输特性研究

从数值模拟角度出发,将复变系数的耦合Ginzburg-Landau方程作为非均匀光纤放大器的理论模型,对啁啾类亮灰孤子对和亮亮孤子对两组孤波在该理论模型中的传输特性进行详细地研究.结果表明,在考虑了非线性增益(损耗)和增益带宽限制放大效应的情况下,啁啾类亮孤子和灰孤子在合适的色散区可以不受非均匀条件的影响而稳定传输.为了进一步讨论孤子对的稳定性,又讨论了加入振幅微扰和噪声微扰对传输的稳定性.     

含单负特异材料一维无序扰动周期结构中的光子局域特性研究

采用传输矩阵法研究了电磁波在由单负特异材料组成的一维无序扰动周期结构中的Anderson局域(Anderson Localization)行为,分别讨论了色散和非色散两种模型.结果发现,在对应周期结构的通带位置,无序的引入对局域长度的影响较大,而在带隙位置,影响较小,几乎可以忽略.该性质与我们曾讨论的随机结构有较明显不同.导致这种局域性质的主要原因应为,光在单负材料组成的系统中的传输主要依赖于两种单负材料间的界面.在无序扰动结构中,该界面数相对于周期结构并没有减少,因此对光的传输性质影响较小,而随机结构中     

耦合光纤中光孤子之间的相互作用

本文利用变分原理对耦合光纤中传输的光学弧子进行了研究,发现光学孤子之间的相互作用与高阶色散和它们的初始速度有关,高阶色散可以压制光学弧子之间的相互作用。