拉曼效应与光孤子通信

光纤孤子通信是一种非线性全光通信,它克服了光纤色散和电子设备响应速度慢等缺点,具有不损失波形,不改变速度,保真度高等优点。在光孤子通信中,一些重要问题是由 Raman 效应来解决的。如光纤受激 Raman 放大是根据光纤中的受激 Raman 效应对光孤子进行能量补偿。本文较为系统地介绍 Raman 效应与光孤子通信。     

光孤子与光孤子通信

阐述了光纤中光孤子形成的物理机理及光孤子间相互作用对光孤子通信的影响，介绍了光孤子通信的关键技术－孤子脉冲激光器和光孤子放大器，展望了光孤子通信的应用前景。     

基于级联型光纤的孤子自频移增强特性

设计了一种10m掺铥光纤级联于3m大模场光子晶体光纤末端的结构,利用400fs、1 550nm脉冲光产生孤子自频移,在入射光功率相同的情况下,掺铥光纤末端的孤子频移量比大模场光纤末端多100~150nm,平均多30%左右.孤子与泵浦光在掺铥光纤末端的输出光谱表明,残留泵浦光作用于Tm3+,在1.8~2.1μm范围产生受激辐射,从而增强了拉曼效应,导致孤子自频移增强.实验结果揭示了一种增强孤子自频移效应的方法,对于了解孤子在光纤中频移特性和提高基于孤子自频移的可调谐光源的调谐范围等具有参考意义.     

孤子激光器及其发展

激光和孤子研究的进展,导致一种新型的、输出脉宽及形状可控的超短光脉冲激光器——孤子激光器的诞生。孤子激光器在光通讯、光计算、超高速现象的研究、超高速光电子器件的研制等方面有其独特的应用。它也使我们有可能对孤子效应本身进行深入研究。本文将叙述在单模光纤中形成孤子的机制,孤子激光及喇曼孤子激光原理,孤子及孤子激光研究的进展,包括孤子激光的稳定性、孤子自频移以及孤子间的相互作用力等。最后介绍一些已经出现的或将来可能出现的应用,并指出这是一个正在迅速发展的研究领域。     

一种改善损耗光纤中皮秒脉冲孤子效应压缩效果的方法

以常规光纤中的皮秒脉冲孤子效应压缩过程为基础,研究了在有无损耗的光纤中初始啁啾对脉冲压缩的影响。研究发现,在损耗光纤中引入初始啁啾能够抵消光纤损耗对孤子效应压缩的负面影响,从而大大改善了脉冲压缩的效果。如果所选取的啁啾值适当,则可以几乎完全抵消光纤损耗的作用,从而使光脉冲呈现出如同在无损耗的光纤中传输时一样。     

全光准稳态空间孤子对波长的依赖性

在进行全光准稳态空间孤子的实验中,发现在相同光强条件下,利用不同波长的光作为信号光束,准稳态孤子存在的时间不相同.一般来说,波长较长的光束形成准稳态孤子的时间区间较长.特殊的,当波长大至一定程度时,将形成稳态的空间孤子,这完全不同于以往所观察到的准稳态孤子 关键词： 屏蔽效应 光伏效应 空间孤子     

光学孤子与全光孤子通信

光学孤子通信是利用光纤中的非线性效应消除脉冲的色散，提高传输码率，最近因掺铒光纤放大器的发展，将取代Ｒａｍａｎ放大器而成为光孤子通信系统中最有效的光放大器，使得光孤子通信进入实用阶段。本文对光学孤子的成形机制，性质以及在光纤通信系统中的应用作了深入浅出的介绍。     

拉曼增益对双折射光纤中孤子传输特性的影响

本文采用考虑拉曼增益的耦合非线性薛定谔方程,利用分步傅里叶方法求解并仿真模拟了光孤子脉冲在不同性质的双折射光纤中传输时的演化过程.结果表明,拉曼增益可以有效抑制非线性耦合导致的孤子漂移,同时会导致光孤子脉冲峰值在传输时不断增大,产生拉曼放大效应.拉曼增益也可以有效抑制双折射光纤中传输的相邻光孤子之间的相互作用.     

光孤子在色散缓变光纤中传输时的等价增益

从准非线性Ｓｃｈｒ?ｄｉｎｇｅｒ（ＮＬＳ）方程出发，导出了色散缓变光纤中光孤子脉冲传输所满足的与常规光纤中含增益效应等价的ＮＬＳ方程，给出了该方程的微扰解析解和光孤子脉冲宽度演化表达式。对于阶跃型单模光纤，得到了光纤几何参数与增益系数之间的一般函数关系。最后采用数值模拟方法模拟了不同色散缓变光纤中光孤子脉冲传输特性，指出色散缓变光纤不仅能补偿光纤损耗对孤子脉冲的展宽效应，而且能压缩光孤子脉冲，因而预计它可能有较广泛的应用前景。 关键词：     

双芯耦合光纤中高阶色散对光孤子相互作用的影响

利用变分原理对耦合纤芯中传输光孤子之间的相互作用和形成束缚孤子态的条件进行了研究，发现高阶色散减弱甚至可以消除光孤子之间的相互作用。这一结果为耦合光纤器件的设计提供了一种实用消除光孤子之间相互作用的方法。     

亚皮秒光孤子脉冲在突变界面的反射

本文建立了决定亚皮秒孤子在小突变界面的反射支配方程和边界条件，给出了不同的亚皮秒孤子的界面反射透射特性的数值模拟，讨论了孤子遇到界面后能继续无形变传输的条件。     

暗-暗与亮-暗光伏孤子相互作用

用数值方法分析了平行传播异色光伏暗孤子之间及亮-暗孤子之间的相互作用.结果表明，光伏暗孤子共轴传播能在有限的距离内保持准孤子形态，靠近传播时存在着相互吸引的作用 ，而相距较远传播时表现为一孤子暗区使另一孤子的缓变光场部分发生局部会聚作用.光伏暗孤子与亮孤子的相互作用随距离的不同可使亮孤子光强分布变尖锐或变平缓，以及使亮孤子发生能量转移.从两束信号光共同引起折射率波导这一物理机理对光伏孤子这些相互作用给出定性物理解释. 关键词： 光伏空间孤子 暗孤子 亮孤子 相互作用     

Interactions of adjacent pulsating, erupting and creeping solitons

This paper investigates the adjacent interactions of three novel solitons for the quintic complex Ginzburg--Landau equation, which are plain pulsating, erupting and creeping solitons. It is found that different performances are presented for different solitons due to isolated regions of the parameter space where they exist. For example, plain pulsating and erupting solitons exhibit mutual annihilation during collisions with the decrease of total energy, but for creeping soliton, the two adjacent pulses present soliton fusion without any loss of energy. Otherwise, the method for restraining the interactions is also found and it can suppress interactions between these two adjacent pulses effectively.     

Interaction of in-band and in-gap lattice soliton trains in optically induced two-dimensional photonic lattices

We demonstrate the coherent interactions of lattice soliton trains, including in-band solitons (IBSs) and gap soliton trains (GSTs), in optically induced two-dimensional photonic lattices with self-defocusing nonlinearity. It is revealed that the $\pi$-staggered phase structures of the lattice soliton trains will lead to anomalous interactions. Solely by changing their initial separations, the transition between attractive and repulsive interaction forces or reversion of the energy transfer can be obtained. The `negative refraction' effect of the soliton trains on the interaction is also discussed. Moreover, two interacting IBSs can merge into one GST when attraction or energy transfer happens.     

Soliton-based ultra-high speed optical communications

Multi-terabit/s, ultra-high speed optical transmissions over several thousands kilometers on fibers are becoming a reality. Most use RZ (Return to Zero) format in dispersion-managed fibers. This format is the only stable waveform in the presence of fiber Kerr nonlinearity and dispersion in all optical transmission lines with loss compensated by periodic amplifications. The nonlinear Schrödinger equation assisted by the split step numerical solutions is commonly used as the master equation to describe the information transfer in optical fibers. All these facts are the outcome of research on optical solitons in fibers in spite of the fact that the commonly used RZ format is not always called a soliton format. The overview presented here attempts to incorporate the role of soliton-based communications research in present day ultra-high speed communications.     

KdV孤子的含时微扰理论

研究了周期性含时微扰对KdV(Korteweg de Vries)孤子的影响. 将微扰项展为时间变量的傅里叶级数,发现其常数项是导致长期项的根源. 在一阶近似下,消除长期项,求出了孤子参数(高度、宽度和速度)随时间的缓慢变化. 傅氏级数中的其他项决定了微扰对孤子波形的一阶修正. 关键词： KdV孤子 孤子微扰论     

DIRECT APPROACH FOR SOLITON PERTURBATIONS BASED ON THE GREEN'S FUNCTION

A direct approach has been developed for soliton perturbations based on the Green's function. We first linearized the soliton equation, and then derived the Green's function corresponding to approximation equations of different orders. Finally, we obtained the effects of perturbation on a soliton, namely both the slow time dependence of the soliton parameters and the corrections up to the second-order approximation. The higher-order effects can also be obtained in the same way.     

有外加电源的串联光折变晶体回路中的独立空间全息-哈密顿屏蔽孤子对

在由两块垂直于光轴两端面镀上电极的光折变晶体和一个外加电源组成的串联光折变晶体回路中, 在适当的条件下可以形成独立空间全息-哈密顿屏蔽孤子对. 这种孤子对共有四种类型:明-明、暗-暗、明-暗以及暗-明. 当入射光束的空间展宽尺寸远小于晶体宽度时, 孤子对中的哈密顿暗孤子可以通过光感应电流影响另一个孤子, 而哈密顿明孤子和全息孤子则不能影响另一孤子.     

有外加电源的串联光折变晶体回路中的独立空间全息-哈密顿屏蔽孤子对

在由两块垂直于光轴两端面镀上电极的光折变晶体和一个外加电源组成的串联光折变晶体回路中, 在适当的条件下可以形成独立空间全息-哈密顿屏蔽孤子对. 这种孤子对共有四种类型:明-明、暗-暗、明-暗以及暗-明. 当入射光束的空间展宽尺寸远小于晶体宽度时, 孤子对中的哈密顿暗孤子可以通过光感应电流影响另一个孤子, 而哈密顿明孤子和全息孤子则不能影响另一孤子.     

Ultraviolet Solitons Generated bv Parametric Interactions

Through numerical experiments we show that the use ot spatial solitons in second-order parametric interactions could make possible the observation of solitons in the vicinity of the vacuum ultraviolet.