高阶效应对超短艾里-高斯脉冲相互作用的影响

本文运用分步傅里叶变换,对满足高阶耦合非线性薛定谔方程的超短艾里脉冲与超短高斯脉冲,利用MATLAB数值模拟了在高阶效应下两脉冲相互作用后的演化过程以及时域上的强度变化.获得了负三阶色散效应使超短脉冲相互作用能传输更远距离;正三阶色散效应会减慢超短脉冲相互作用的传输.自陡峭效应通过孤子分裂现象的形式使超短脉冲相互作用产生时域位移.内拉曼效应可以将超短脉冲相互作用的能量由前沿处转移到后沿处.     

脊型悬浮波导布里渊激光器

众所周知,具有高布里渊增益的片上波导在光子学领域具有广泛的应用.硅基片上布里渊激光器被广泛应用到频率可调谐激光发射、锁模脉冲激光器、低噪声振荡器和光学陀螺仪等领域.然而,在硅基布里渊激光器中实现布里渊激光输出往往需要较长的波导长度,不利于片上集成.本文提出了一种新型的波导结构,由硫族化物As₂S₃矩形和一个空气细缝组成.由于空气细缝的存在,辐射压力使布里渊非线性的增强远远超过了仅由材料非线性产生的增强.使得布里渊增益达到了1.78×10~5 W^-1·m^-1,相比之前报道的后向受激布里渊散射(SBS)增益(2.88×10~4 W^-1·m^-1)扩大了将近10倍,产生了4.2—7.0 GHz范围的声子频率调谐,该方法为设计用于前向SBS的纳米级光波导提供了新的思路,同时这种增强的宽带相干声子发射为片上CMOS信号处理技术的混合铺平了道路.     

拉曼散射与自陡峭效应对皮秒孤子传输特性的影响

通过求解包含拉曼增益和自陡峭效应的高阶非线性薛定谔方程, 运用MATLAB模拟了拉曼增益和自陡峭效应共同作用对孤子脉冲在各向同性光纤中传输特性的影响, 结果表明, 自陡峭效应会导致孤子产生时域位移, 而且会使高阶孤子产生孤子分裂现象. 与此同时, 拉曼增益改变了孤子的传输特性, 抑制了自陡峭效应, 从而导致脉冲宽度增大、脉冲偏移程度减弱、高阶孤子分裂成基阶孤子所需的传输距离增大.     

拉曼增益对高双折射光纤中暗孤子俘获的影响

从高双折射光纤中含有拉曼增益的耦合非线性薛定谔方程出发, 利用拉格朗日方法, 推导出了暗孤子俘获的阈值, 并利用快速分步傅里叶变换, 模拟了孤子的两个正交偏振分量的演化, 对比了两种方法得到的阈值, 探究了暗孤子俘获受拉曼增益的影响. 研究发现解析解所得阈值比数值解偏小, 且群速度失配越小时, 二者符合得越好; 并且拉曼增益减小了暗孤子的俘获阈值, 当平行拉曼增益增大时, 俘获阈值减小加快.     

在反常色散区艾里脉冲与光孤子相互作用规律的研究

本文采用分步傅里叶法,研究了在反常色散区孤子和艾里脉冲相互作用的规律,并且对相互作用后的孤子和艾里脉冲各自的强度、时域和时移进行了MATLAB仿真.通过仿真发现光孤子和艾里脉冲在光纤中相互重叠时,交叉相位调制(XPM)就会建立并且这种调制会影响孤子和艾里脉冲的性质.在相互作用过程中,孤子的形状保持不变,但是受到艾里脉冲自加速特性的影响孤子会发生偏移.艾里脉冲受XPM的影响会转化为孤子,传播方向也会发生偏移.可见,XPM使得艾里脉冲和孤子各自的性质都相互影响着对方.艾里脉冲和孤子的时域也会受到XPM的影响,使得原本不相同的脉冲形状都转变为含有一个主峰和一个次峰的相似结构,并且主峰和次峰的位置和脉冲宽度也大致相同,这也是艾里脉冲能够转换为孤子的一个依据.另外本文还模拟了不同输入强度r下的孤子和艾里脉冲的变化情况,模拟发现不管是艾里脉冲还是孤子时移都随着输入强度r的增大而增大,并且它们的变化趋势都是一样的,同时模拟还发现在相同的的r值下,时移也会随着a值的增大而增大.     

拉曼增益和自陡峭效应对艾里脉冲传输特性的影响

利用包含拉曼增益和自陡峭效应的非线性薛定谔方程, 忽略光纤损耗的情况下, 模拟和分析了艾里脉冲在单模光纤中的传输特性. 发现艾里脉冲在光纤中传输时由于受到拉曼增益和自陡峭效应的影响, 在一定条件下会转变为孤子, 并且, 转变后形成的孤子传播方向发生了偏移. 在时域方面, 艾里脉冲的小峰个数迅速减少, 变成含有一个主峰和次峰能量可以忽略的峰值结构, 此时, 可以把这个峰值结构近似为孤子的结构. 同时发现, 不管截止系数a和艾里函数振幅b 取什么值, 拉曼增益和自陡峭效应都会减小艾里脉冲的时移. 研究了艾里脉冲的加速度特性, 发现一定的传输距离下, 艾里脉冲的横向加速度在初始时并不是一个稳定的值, 但随着传输距离的增大, 加速度慢慢趋于稳定.