色散缓变光纤的非线性啁啾效应

由于光孤子在光纤中传输受到啁啾效应等多种因素的影响 ,使孤子脉宽展宽 ,光脉冲在终端变得不可检测 ,严重影响误码率 ,所以研究不同因素对孤子脉宽的影响有其重要意义。本文求解了色散缓变光纤中含频率非线性啁啾效应的NLS方程 ,由得到的孤子解讨论了非线性啁啾效应和色散缓变效应对孤子脉宽的影响 ,由此说明 ,色散缓减效应等效长距离分布参数光纤放大器的增益 ,它导致非线性效应增加 ,孤子进一步被压缩 ,非线性啁啾效应使孤子在z值较小时 ,其脉宽收缩 ,在z值较大时又使孤子脉宽展宽。     

单模光纤中三阶色散对超短光脉冲传输的影响

基于超短光脉冲在单模光纤中传输时高阶非线性效应的影响。应用非线性薛定谔方程(HONLS)理论,考虑光纤色散三阶效应,推导出无啁啾的高斯脉冲沿光纤传输时脉冲变化的表达式,并对理论结果进行了数值模拟与分析。结果表明,三阶色散会引起光脉冲形状发生畸变,会在其前沿或后沿附近形成非对称的振荡结构。     

孤子源啁啾对光孤子传输的影响以及消啁啾的方法

本文提出了一种孤子源非线性啁啾的模型,利用解析和计算机模拟的方法从理论上分析了孤子源啁啾,特别是非线性啁啾对孤子传输的影响,并讨论了消啁啾的两种方法-正色散光纤消啁啾法和Fabry-Perot光谱窗消啁啾法,实验结果与理论分析基本一致.     

Dispersion-managed breathers with average normal dispersion

Analytic and numerical evidence is presented that demonstrates that a dispersion-managed breather can be supported in an optical fiber even when the average dispersion is in the normal regime. This nonlinear behavior, which is contrary to guiding-center theory, is shown to originate from the reversible dynamics associated with the strong quadratic chirp that is generated in both the anomalous and the normal dispersion regimes.     

单模光纤正常色散区零色散波长附近的啁啾演变特性

利用傅里叶变换法,首次推出了单模光纤正常色散区中二阶、三阶色散共同决定群速度色散效应时,所致啁啾的解析表达式.利用数位解法,模拟了零色散波长附近群速度色散效应和自相位调制效应共同导致的啁啾演变过程.计算结果表明:啁啾为非线性的,且有极值,因而导致脉冲形状的畸变.     

Effects of Chirped Super-Gaussian Pulses on Optical Communication System Using Midway Optical Phase Conjugation

Relationship between the initial chirp of super-Gaussian pulse and dispersion and nonlinearity effects of a single-mode fiber in the optical communication system using midway optical phase conjugation is analyzed. The results of numerical simulations are useful for improving compensation for pulse distortion.     

基于频域相位共轭技术的交叉相位调制所致失真的复原

理论分析和讨论了基于频域相位共轭技术的交叉相位调制所致信号失真的复原和补偿机理，数值模拟了在交叉相位调制作用下，高斯脉冲在中距相位共轭光纤系统中的传输演化过程.结果表明，频域相位共轭技术能够抑制交叉相位调制对光纤系统中传输信号的损害，复原其所导致的信号失真，并能够同步补偿群速度色散和自相位调制非线性效应所导致的信号失真.合适的初始脉冲时延和初始脉冲啁啾有利于频域相位共轭技术对交叉相位调制所致信号失真的抑制. 关键词： 频域相位共轭 交叉相位调制 色散 自相位调制     

色散和非线性效应对高斯脉冲综合影响的理论分析

从光孤子传输所满足的非线性薛定谔方程出发,采用单独分析和综合分析对比,分析了影响高斯脉冲传输的色散、非线性等因素,结果表明：二阶色散参量只会影响脉冲的幅值,对脉冲形状影响不大,而输入脉冲的啁啾则是使脉冲发生形变的主要原因|在啁啾、三阶色散和五阶非线性的共同作用下,它们对脉冲都会产生较大的影响,且存在相互影响和制约作用,在某一临界值,对脉冲存在着较高的压缩增益效应和“整形”作用.从理论上提出了改善高斯光脉冲在光纤中传输特性的解决方案,这对光纤孤子通信的实践过程具有一定的理论借鉴意义.     

Compensation for the self-steepening effects in optical fiber communication system using midway optical phase conjugation

Effects of self-steepening (SS) of chirped Gaussian pulses on optical fiber communication system using midway optical phase conjugation (OPC) are analyzed. Dynamic evolution of the ultrashort pulses is simulated numerically. It is found that OPC cannot compensate for pulse waveform distortion due to SS.The initial chirp of pulses and dispersion can counteract SS and improve the compensation performance for the distortion.     

负啁啾脉冲在正负色散光纤中传输特性研究

对负啁啾脉冲在正常色散光纤中传输特性进行了数值分析和实验研究，数值分析与实验结果基本一致。数值分析和实验证明正常色散光纤不仅能压窄负啁啾的脉宽而且能压窄频谱，采用正常色散光纤消啁啾后用色散位移光纤为传输媒质成功地进行了一阶和高阶孤子传输。     

Chirped and chirpfree soliton solutions of generalized nonlinear Schrödinger equation with distributed coefficients

Using the F-expansion method, we systematically present exact solutions of the generalized nonlinear nonlinear Schrödinger equation with varying intermodal dispersion and nonlinear gain or loss. This approach allows us to obtain large variety of solutions in terms of Jacobi-elliptical and Weierstrass-elliptical functions. The chirped and unchirped spatiotemporal soliton solutions and trigonometric-function solutions have been also obtained as limiting cases. The dynamics of these spatiotemporal soliton is discussed in context of optical fiber communication. To visualize the propagation characteristics of chirp and unchirped dark-bright soliton solutions, few numerical simulations are given. It is found that wave profile of solitons depend on the group velocity dispersion and the gain or loss functions.     

准光孤子特性及其通信技术研究

对准光孤子理论进行了研究，用一个合适的、持续的色散管理方法，从一个修正的非线性薛定谔方程得到一个精确解，用这个解构造一个非线性稳定的准光孤子脉冲。用数值模拟的方法得出了准光孤子和光孤子的波形。结果表明：准光孤子几乎具有光孤子的全部优点，其脉冲宽度比光孤子要小很多，并且准光孤子的脉冲宽度可以通过调节光纤的结构参数来进行调整，准孤子能够在光纤中稳定地实现长距离传输，而且能够很好地克服由孤子的固有特性造成的对通信容量的限制，所以准光孤子有望成为下一代通信系统的最佳信号载体。     

色散补偿和色散位移光纤实现光脉冲压缩

根据超短光脉冲在光纤中传输的非线性薛定谔方程，模拟了不同色散参量情况下色散补偿和色散位移光纤对增益开关半导体激光器产生的光脉冲的压缩，给出了光脉冲在经过色散补偿光纤前后的啁啾曲线。结果表明，使用色散参量D分别为-150，-180和-20ps/(nm·km)的色散补偿光纤可以实现其他脉冲压缩方法的压缩效果，最大压缩因子达到6.09，但色散参量越大，所需光纤长度就越短。此外，脉冲经过色散补偿光纤后线性啁啾几乎为零。还利用色散位移光纤对脉冲进行孤子压缩，脉冲宽度由最初的45ps减小到1.23ps。指出采用这2种光纤相结合的方法可以对光脉冲实现高效压缩。     

Passive nonlinear reshaping towards parabolic pulses in the steady-state regime in optical fibers

The passive nonlinear reshaping in normally dispersive optical fibers in the steady-state regime is studied numerically. It is found that normal dispersion and self-phase modulation are able to provide pulse reshaping towards a parabolic pulse profile at the distances exceeding the optical wave breaking length. However, as compared to the similariton formation in active fibers the resulted pulse shape in passive fibers is strongly depended on the initial pulse parameters and nonlinear and dispersive fiber properties as well. The influence of initial pulse shape, initial chirp, third-order dispersion and loss on the parabolic pulse formation is studied consistently, and estimation of practical conditions which are needed for parabolic pulses formation in a passive fiber is provided.     

Optical solitons in fiber Bragg gratings having Kerr law of refractive index with extended Kudryashov’s method and new extended auxiliary equation approach

This paper reveals optical solitons and other solutions to fiber Bragg gratings with dispersive reflectivity having Kerr law of nonlinear refractive index. Bragg gratings are indeed a technological marvel that supplements chromatic dispersion when its count runs low. The extended Kudryashov’s method and new extended auxiliary equation method have been implemented. Chirped and chirp–free bright, dark and singular solitons, with dispersive reflectivity, are presented.     

具有高阶耦合色散系数三芯光纤耦合器非线性光开关特性的研究

利用两种方法研究了高速光脉冲在具有交叉相位调制的等边三角形排列结构的非线性三芯光纤耦合器中传输和开关特性.首先利用变分原理得到三纤芯中传输转移系数随距离变化的方程,然后利用分裂步长傅里叶方法求得了光脉冲的数值解.变分法和数值模拟的结果表明：当一阶模间色散系数较小时,光脉冲仍能在三芯之间周期性耦合传输,并且表现出良好的开关特性,但是随着一阶模间色散系数的增大,脉冲耦合传输的周期性和陡峭的开关特性都遭到破坏,光脉冲在传输中发生分裂;二阶耦合色散系数和初始啁啾都能使光脉冲传输时的耦合长度变短、光脉冲在三纤芯之间 关键词： 三芯光纤耦合器 模间色散系数 耦合长度 开关阈值功率     

用变分法研究高阶色散和五阶非线性对高斯脉冲在光纤中传输特性的影响

从修正的非线性薛定谔方程出发,采用变分法,导出了在高阶色散和五阶非线性共同作用情况下高斯型脉冲参量随传输距离的演化方程组;求出了振幅与脉宽、频率与啁啾、脉宽与啁啾之间的三个重要约束关系;并进一步得出了脉宽随传输距离演化的解析解和脉冲中心位置随传输距离的演化规律;描绘了高阶色散和五阶非线性下,脉宽随传输距离演化的图形.结果表明:光纤中的高阶色散和五阶非线性都会影响高斯型脉冲各个参量的演化,但脉宽和振幅间的绝热关系并未改变.高阶色散使高斯型脉冲的脉宽展宽,五阶非线性使高斯型脉冲的脉宽压缩,它们对脉宽或初始啁啾的影响可以在一定程度上抵消,从而有可能使脉冲近似实现保形传输.     

压缩平稳重调脉冲的色散渐减光纤的设计

文章根据平稳重调脉冲(SRP)在梳状光纤(CPF)结构中的压缩原理,对色散渐减光纤(DDF)的色散特性进行设计,结果发现该色散渐减光纤的色散特性呈线性递减.对于平稳重调脉冲其压缩比与功率比等于光纤始末两端二阶色散系数的比值.当色散渐减光纤的斜率足够小时,无啁啾基阶孤子可以近似为平稳重调脉冲,当色散渐减光纤的色散斜率较大时,无啁啾基阶孤子不能近似为平稳重调脉冲.当基阶孤子带有与光纤色散斜率成正比的线性啁啾时,脉冲的压缩比与功率比更接近于光纤始末两端二阶色散系数的比值.说明带有线性啁啾的基阶孤子比不带啁啾的基阶孤子更接近于平稳重调脉冲. 关键词： 平稳重调脉冲(SRP) 梳状光纤(CPF) 色散渐减光纤(DDF) 色散递减表达式     

色散阶变光纤正常色散区啁啾演变特性之讨论

利用傅里叶变换法得到了色散阶变光纤正常色散区群速度色散导致啁啾的解析表达式;而且,采用数值法模拟了色散阶变光纤正常色散区啁啾演变过程。结果表明:色散阶变光纤中啁啾以色散缓变光纤中啁啾为中心跳跃式变化,但远小于常规光纤中啁啾。选择合适入射脉冲初始啁啾会使净啁啾等于零,从而形成暗孤子。     

磁光光纤中光脉冲的非线性传播特性研究

根据光纤中磁光效应与非线性效应的微扰理论,推导了磁光光纤中光脉冲的非线性耦合模方程,比较了修正的分步傅里叶算法中磁光效应的时域和频域处理方案,表明了在步长足够小的情况下,两种方案的结果一致.分析了磁光效应、光纤非线性以及色散对光脉冲传输特性的影响,通过改变磁光耦合强度,不但可以灵活控制脉冲形状,还可以改变非线性引起的频率啁啾大小,有助于实现基于光脉冲展宽的动态整形功能.本文给出的理论分析方法,有助于开发可用于光纤通信、光纤传感等领域的基于非线性磁光光纤的新型磁光信息处理器件.