五阶非线性光纤中连续谱相位扰动下的光传输与脉冲串产生

根据包含五阶非线性的扩展非线性薛定谔方程,数值研究了高斯型连续谱相位扰动而不是传统单色扰动下基于调制不稳定性的高重复率脉冲串产生.结果表明:脉冲串也能像传统情形那样形成,但却呈现出不同的特性.如脉冲数目有限,且各脉冲的高度、强度及间距不等.脉冲数目随传输距离增加而增加.而五阶非线性能使脉冲宽度和间距变小因而有利于高重复...     

五阶非线性光纤中连续谱相位扰动下的光传输与脉冲串产生

根据包含五阶非线性的扩展非线性薛定谔方程,数值研究了高斯型连续谱相位扰动而不是传统单色扰动下基于调制不稳定性的高重复率脉冲串产生.结果表明:脉冲串也能像传统情形那样形成,但却呈现出不同的特性.如脉冲数目有限,且各脉冲的高度、强度及间距不等.脉冲数目随传输距离增加而增加.而五阶非线性能使脉冲宽度和间距变小因而有利于高重复率脉冲串产生,负五阶非线性则相反.对脉冲串形成过程中演变啁啾的数值计算表明,啁啾及其随距离的变化都是高度非单调的,五阶非线性将改变啁啾的范围和量值.     

光子晶体光纤中调制不稳定现象与超连续光谱的产生

研究了光子晶体光纤中调制不稳定性效应.从非线性薛定谔方程出发，计算和分析了光子晶体光纤中反常色散区以及正常色散区内的调制不稳定性现象，详细讨论了超短脉冲的脉宽、峰值功率、高阶色散和高阶非线性效应（如脉冲内喇曼散射、自陡峭效应）对调制不稳定性产生的影响.结果表明：二阶色散对调制不稳定性的影响要远大于三阶色散，同时也发现随着初始脉冲宽度的减小，调制不稳定性旁瓣增大但是强度有所降低.另外还发现高阶非线效应如自陡峭和喇曼效应会在不同程度上抑制调制不稳定性.     

飞秒光脉冲传输特性的矩法分析

利用矩法分析了飞秒光脉冲的传输特性,结果表明,三阶色散及自陡峭等效应不仅影响脉冲的对称性,同时对脉冲宽度也有着直接的影响,这些结果不依赖于脉冲的形状,具有一定的普遍性,在此基础上给出了双曲正割型输入脉冲在介质中的传输特性,得到了近似解析解,并与直接演化高阶非线性薛定谔方程作了比较。,这些结果有助于数十飞秒光脉冲在短距离内的理论分析和实验指导。     

光纤中短间距脉冲串的非线性传输特性与混沌孤子波包产生

采用分步傅里叶算法,在基元脉冲数分别为9、17和25及相邻基元脉冲时间间隔分别为1、2及3的情况下,对短间隔脉冲串在光纤负色散区的非线性传榆特性进行数值研究.研究结果表明,尽管脉冲数、脉冲位置、脉冲强度和相邻两脉冲间的时间间隔随距离变化,且在传输过程中弱脉冲基座会扩展到很宽的时间范围,但是整个主脉冲波包始终保持局域即其时间间隔几乎不变,展宽速度不明显.同时,主脉冲波包永不重复前面的轮廓,即波包演化出现混沌行为.短间隔脉冲串的非线性演化可以形成混沌孤子波包,基元脉冲间的时间间隔及脉冲串的脉冲数都会影响混沌孤子波包的子脉冲数和它的持续时间.     

掺铒光纤环形腔中呼吸脉冲的产生

本文基于Peregrine孤子,数值研究掺铒光纤环形腔中呼吸脉冲的产生及其演化特性。Peregrine孤子是一个具有时空局域性的高峰值单脉冲。由于背景波与孤子的相互作用,Peregrine孤子在单模光纤中传输发生分裂。为了产生长距离传输的高峰值脉冲,就需要消除背景波。本文采用掺铒光纤环形腔的方案来消除背景波的影响。掺铒光纤环形腔由单模光纤,掺铒光纤和光纤耦合器组成。通过控制环内单模光纤和掺铒光纤长度,使腔内色散达到近零色散,实现色散管理。研究表明,由于呼吸脉冲的峰值强度与Peregrine孤子的初始输入有关。为了获得高峰值的呼吸脉冲,选取Peregrine孤子在最大激发位置处的脉冲作为光纤环的初始输入。在光纤环的作用下,Peregrine孤子在近零色散环形腔中可以产生长距离传输的高峰值呼吸脉冲,而背景波逐渐演化成小的旁瓣脉冲。另外,高峰值呼吸脉冲的传输特性与色散、非线性和小信号增益有关。净腔色散在[-0.0010,0.0037] ps²范围之内,可以产生长距离传输的高峰值呼吸脉冲。随着非线性系数的增加,呼吸脉冲的峰值强度增加,峰值振荡频率加快,振荡幅度也增加。当非...     

高能量无波分裂超短脉冲自相似传输的理论研究和数值模拟

从非线性薛定谔方程出发，对SPM作用引起传输脉冲的相位作了合理近似，引入了频谱展宽因子，发现在存在增益时正色散光纤的SPM作用加剧了脉冲频谱展宽幅度，并且脉冲中心和两翼部分的频谱展宽差异很大.给出了存在增益的正色散光纤中高斯型脉冲自相似传输的时域演化，揭示了脉冲展宽的中心部分对边翼部分挤压和覆盖及最终形成自相似脉冲的过程，提出了自相似传输现象的一种合理解释.并通过数值模拟三种不同形状初始脉冲的自相似演化过程对提出的理论进行了验证.     

低脉冲能量红外泵浦的宽带超连续光谱产生

以重复频率为250 MH2、脉冲宽度为140 fs的锁模掺镱光纤激光器作为泵浦源,用拉锥光子晶体光纤产生超连续光谱.优化光纤拉锥直径后,在泵浦光脉冲能量达到0.36 nJ时,产生的超连续光在—20 dB水平的光谱覆盖范围为470~1 620 nm;继续增加泵浦光脉冲能量,光谱范围在可见光区已无显著增大.超连续光谱产生的数值模拟结果与实验符合良好,且模拟中超连续光谱产生的部位为光纤靠近入射端的过渡段,与实验中观察到的现象吻合.以25 GHz高重复频率脉冲激光作为泵浦源,保持0.36 nJ脉冲能量,用优化后的光纤进行超连续光谱产生,得到光谱在—20 dB水平上覆盖可见光区的范围为450~700 nm,超过12 h的光谱演化测试表明了超连续光的长期稳定性.     

光脉冲传输数值模拟的分步小波方法

从信号的多尺度小波分解和正交小波变换出发，将描述光学介质中脉冲传输的非线性薛定谔 方程（NLSE）表示为小波域中的分步算符形式，给出了分步小波算法的迭代公式，导出了线 性算符在小波域中的具体表式，并讨论微分算符的矩阵结构.作为一个例子，用分步小波方 法（SSWM）解NLSE，给出了超短高斯脉冲在光纤中线性和非线性传输的波形演化，并与解析 解和分步傅里叶方法的结果作了比较.结果表明，分步小波方法是研究脉冲在光学介质中传 输的一种有效的数值计算方法. 关键词： 分步小波方法 光脉冲传输 非线性薛定谔方程 多尺度小波分解     

Generation and propagation of subpicosecond pulse train

Higher-order nonlinear Schr\"{o}dinger equation with the Hirota constraint conditions is considered, and an analytic solution, which can describe the modulational instability process, is presented. Based on the solution, a new pulse train without continuous wave (CW) background is generated in quadratures and the propagation of the pulse train is discussed in detail by simulating numerically. The results show that, unlike the propagation of the picosecond pulse train, under the effects of the higher-order terms, the pulse train cannot propagate along the fibre when the energy is very high; however, for some medium energy the pulse train can stably propagate. We also investigate the stability of the pulse train against violation of the Hirota conditions, and the results show that the pulse train can still propagate stably when the Hirota conditions are broken.     

Dynamics of Modulated Wave Trains in a Discrete Nonlinear-dispersive Dissipative Bi-inductance Transmission Line

In this paper nonlinear-dispersive dissipative RLC transmission line is considered and envelope modulation is reduced to the modified cubic-quintic complex Ginzburg-Landau equation (CGLE) with derivatives in cubic terms. This CGLE obtained contains two free (from the line parameters) parameters, the nonlinear cubic gain and the linear gain. Modulational instability for the modified cubic-quintic CGLE is analyzed and leads to the generalized Lange and Newell criterion. We reformulate the derived CGLE as a third-order ordinary system in standard form with the first derivatives on the left-hand side in order to study the coherent structures.     

非均匀光纤系统中高阶效应对拉曼脉冲产生的影响

从含三阶效应和自陡峭效应的变系数耦合非线性薛定谔方程(CNLS)出发,采用分步傅里叶数值算法,仿真模拟了光孤子在光纤中传输时的演变,探析三阶效应以及自陡峭效应对拉曼脉冲产生的影响。结果表明自陡峭效应改变了孤子的传输特性,破坏孤子的传输周期,导致孤子随着传输距离的增加而衰减,使得大部分能量从泵浦脉冲前沿转移到拉曼脉冲,使拉曼脉冲变为孤子脉冲在光纤中传输。     

单模光纤中皮秒啁啾脉冲压缩

对单模光纤正群速色散区秒啁啾脉冲的非线性传进行了近似的解析分析和定量的数值计算。结果表明，负啁啾脉冲在传输过程中能得到有效压缩。压缩比与脉冲初始峰值功率和初始啁啾程度有关。初始峰值功率一定的脉冲，其压缩比随初始啁啾程度的增大面大，初始啁啾程度一定的脉冲，压缩比随初始峰值功率的增大而减小，表明自相位调制效应导致脉冲压缩效果变差。计算结果还表明，在脉冲时域宽度得到压缩的同时，光谱宽度也能得到同步压缩。     

Dynamics of the plane and solitary waves in a Noguchi network:Effects of the nonlinear quadratic dispersion

We consider a modified Noguchi network and study the impact of the nonlinear quadratic dispersion on the dynamics of modulated waves. In the semi-discrete limit, we show that the dynamics of these waves are governed by a nonlinear cubic Schrodinger equation. From the graphical analysis of the coefficients of this equation, it appears that the nonlinear quadratic dispersion counterbalances the effects of the linear dispersion in the frequency domain. Moreover, we establish that this nonlinear quadratic dispersion provokes the disappearance of some regions of modulational instability in the dispersion curve compared to the results earlier obtained by Pelap et al.(Phys. Rev. E 91 022925(2015)). We also find that the nonlinear quadratic dispersion limit considerably affects the nature, stability, and characteristics of the waves which propagate through the system. Furthermore, the results of the numerical simulations performed on the exact equations describing the network are found to be in good agreement with the analytical predictions.     

Generation of Fundamental Dark Soliton Train in Positive Dispersion-decreasing Fibers

ＧｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆＦｕｎｄａｍｅｎｔａｌＤａｒｋＳｏｌｉｔｏｎＴｒａｉｎｉｎＰｏｓｉｔｉｖｅＤｉｓｐｅｒｓｉｏｎｄｅｃｒｅａｓｉｎｇＦｉｂｅｒｓＸＵＷｅｎｃｈｅｎｇＷＥＮＳｈｕａｎｇｃｈｕｎ１）ＧＵＯＱｉＬＩＡＯＣｈａｎｇｊｕｎＬＩＵＳｏｎ...     

准二维光学系统的调制不稳定性分析

本文利用时间相关的变分法对准二维的非线性薛定谔方程平面波的调制不稳定性进行了研究。在拉格朗日变分的框架下推导出相与振幅的演化方程,进而对线性化扰动方程的解进行了数值模拟,直观地展示了平面波的调制不稳定性。最后通过对能量方程有效势的分析,严格地得到了平面波解调制不稳定的判断准则。