五阶克尔非线性光纤放大器中光脉冲的传输特性

以变系数高阶非线性薛定谔方程为理论模型,对光脉冲在具有五阶非线性克尔效应光纤放大器中的传输特性进行了研究.在加入振幅微扰、相位扰动、噪声微扰的情况下,数值模拟了亮孤波、灰孤波和黑孤波在光纤系统中的传输稳定性,并且讨论了孤子间的相互作用.数值模拟结果表明:在有限的微扰下,三种光脉冲具有良好的传输稳定性.     

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.     

耦合复变系数Ginzburg-Landau方程的啁啾类孤波对传输特性研究

通过对耦合复变系数Ginzburg-Landau方程所描述的非线性光纤系统的研究,分别数值分析了啁啾类亮-暗和啁啾类暗-暗两组孤波对在这种非线性光纤中传输的稳定性.在加入非线性增益(损耗),和增益带宽限制放大(滤波的谱限制)效应后,耦合啁啾孤子对的特点是暗孤波在反常群速度色散区,亮孤子在正常群速度色散区时可以稳定传输.并进一步讨论了加入振幅微扰和白噪声微扰对孤子传输稳定性的影响.     

五阶非线性克尔效应影响下光脉冲的传输

以变系数五次金兹堡-朗道方程为理论模型,在考虑和忽略五阶非线性克尔效应情况下,分别得到了精确的孤子解和耗散孤子解。数值模拟结果表明,这两类孤子解脉冲在非均匀光纤中都能以光孤子的形式传输。另外,考虑五阶非线性克尔效应时,分析了有微扰时光孤子的传输稳定性和双超短光脉冲相互作用。     

高阶非线性薛定谔方程的一个新型孤波解

给出了高阶非线性薛定谔方程的一个新型孤波解, 该解描述了满足一定参数条件时光纤中超短光脉冲的传输, 解的表达式可以表示为亮孤子和暗孤子和的形式. 同时利用分步傅里叶方法在一定微扰条件下对脉冲传输进行了数值模拟.     

线性聚焦和线性散焦效应对空间光孤子间相互作用的影响

考虑非均匀一维自聚焦介质的横向不均匀性,利用非线性薛定谔方程满足的守恒律给出了相邻空间孤子间隔的解析式,并对空间孤子之间的相互作用进行了数值模拟.结果表明,线形聚焦效应增强了空间孤子之间的相互作用;而线形散焦效应减弱了空间孤子之间的相互作用.当不考虑介质横向不均匀时,空间孤子之间发生周期性的碰撞.线性散焦效应使相邻空间孤子之间的间隔随传输距离发生周期性的变化,但孤子之间并不发生碰撞.线性聚焦效应使相邻空间孤子随传输距离发生周期性的碰撞,线性聚焦效应具有压制损耗使相邻空间孤子间隔变大的作用.     

脉冲内拉曼散射影响下的孤子之间的相互作用及其控制

研究了脉冲内拉曼散射效应影响下的同相和反相相邻孤子脉冲之间的相互作用,分析了孤子之间的相互作用对定时抖动的影响和脉冲内拉曼散射效应对孤子频移的影响。研究结果表明:在脉冲内,在拉曼散射效应的影响下,同相基态孤子脉冲的周期性离合被破坏了,两孤子脉冲一次碰撞后一直处于排斥状态,并且在碰撞后自频移现象十分明显;反相孤子脉冲的影响则较弱,两孤子脉冲都向下降沿发生偏移。引入非线性增益可以有效地控制孤子之间的相互作用,抑制自频移效应和稳定孤子传输。     

水槽中孤波相互作用的微扰变分分析

对Wu等人所观察到的水槽孤波相互作用的现象,给出了微扰变分解析分析,所得结果初步解释了水槽中孤波相互吸引和相互排斥现象,同时给出了同相双孤波的合并周期和第一次合并时间,孤子间的相互作用力及相互作用势,为孤波相互作用提供了粒子描述。 关键词：     

主客体式光折变聚合物中空间明孤子的动态演化特性

研究了主客体式光折变聚合物中空间明孤子的动态演化特性,讨论了振幅微扰和宽度微扰对其传播特性的影响.结果表明,入射波为明孤子波时,能够在聚合物中稳定直线传播 在较小微扰情况下,孤子波经短距离传播后能够演化为明孤子波 当微扰比较大时,光波不能在聚合物中稳定传播,而是呈现周期性震荡现象 关键词： 光折变效应 光折变聚合物 空间孤子     

自散焦非局域非线性材料中的光学涡旋孤子

通过数值模拟的方法对非局域非线性自散焦材料中的光学 涡旋孤子的传输特性以及相互作用特性进行了研究. 研究表明, 拓扑荷|m|=1的非局域涡旋孤子是稳定的, 而拓扑荷|m|>1的非局域涡旋孤子均具有拓扑不稳定性. 在微扰存在的情况下以及在近距离相互作用的过程中, |m|>1的涡旋孤子会分裂成一系列的|m|=1的涡旋孤子. 非局域涡旋孤子与局域涡旋孤子具有相同的长距离相互作用模式, 即点涡旋相互作用模式. 但两者的短距离相互作用存在一些差别, 在相同的距离下, 两涡旋间的相互绕转的周期随着材料的非局域响应长度增大而增大. 关键词： 非局域非线性薛定谔方程 自散焦 涡旋孤子     

含自频移啁啾超短脉冲间相互作用的数值研究

采用拟解法给出了Ginzberg—Landau方程类孤波解的参数表达式.通过数值模拟对啁啾超短脉冲间的相互作用进行了研究．结果表明, 随着相邻孤子间距离的减小,它们之间的相互作用变得越来越严重．传统的不等振幅法在一定程度上可以抑制孤子间的相互作用,通过选取合适的振幅比,找到了相邻孤子间相互作用平衡的最小距离,这对提高光纤传输的比特率具有十分重要的意义．讨论了多孤子间的相互作用,找到了抑制四孤子之间相互作用的合适振幅比．     

高阶非线性薛定谔方程新一类孤波解的传输稳定性分析

本文针对最近发现的高阶NLSE的新一类孤波解,通过计算机模拟,对其在传输中的稳定性进行了分析。数值计算表明该孤波解的稳定性与入射脉冲幅度的取值有关,且对不同微扰其传输的稳定趋势及稳定程度不同。这对该孤波在实际中传输有一定指导意义。     

连续波微扰下飞秒光孤子的传输特性研究

给出了描述连续波扰动下飞秒光脉冲在光纤系统中传输的微扰高阶非线性薛定谔方程,通过矩法和微扰理论分析了飞秒亮孤子与连续波相互作用的特性,并利用龙格-库塔积分和分步傅里叶方法进行了数值模拟.结果表明,连续波微扰对光纤孤子通讯系统是十分有害的,在实际通讯过程中应当尽量避免连续波的渗入.     

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.     

暗孤子在高斯变迹光纤光栅中的演化

运用快速傅里叶方法数值模拟了暗孤子在高斯变迹光纤光栅中的演化以及暗孤子之间的相互作用。结果表明,在一定条件下光纤光栅的正常色散区可以维持暗孤子的稳定传输,并且孤子的稳定性与f的取值(孤子离禁带的位置)和非线性系数有关。输入两个暗孤子时,孤子之间的相互作用随f的增大而加强,当f继续增大时孤子中心和背景处出现震荡现象并演化产生灰孤子;f越大,两个孤子的稳定性对非线性效应越敏感。     

耦合暗孤子在自散焦介质中的传输特性

空间光孤子是介质衍射效应和非线性效应相平衡的结果。当两束非相干光在非线性介质中传输时,两孤子发生交叠而产生相互作用,本文研究自散焦介质中非相干耦合暗孤子对的传输特性和相互作用。基于描述光束传播的耦合非线性薛定谔方程组,利用变分法,首先得到了自散焦克尔介质中传输的两暗孤子的幅值、横向中心位置坐标、速度和相位随传输距离变化的参数演化方程组,讨论了孤子参数演化的规律。然后,为分析孤子间相互作用,导出了两幅值相等的暗孤子在传输过程中孤子间距随传输距离的变化规律,作出了孤子对传输图像和相互作用图像,最后导出了孤子间相互作用势能和相互作用力的表达式,并利用图像详细分析了孤子间的相互作用特性。研究结果表明:无损耗情况下,孤子的幅值不受耦合作用的影响,传输过程中保持不变;耦合相互作用使两孤子横向中心位置坐标发生明显漂移,当两孤子间距较小时,孤子间距随传输距离作变速变化,变化速率与孤子的幅值和耦合程度有关,当两孤子间距趋近于零时,孤子间距随传输距离呈匀速的稳定变化;暗孤子间的相互作用力为排斥力,随着孤子间距增大,排斥力先增大后减小,而相互作用势能一直逐渐减小,当孤子间距增至4.5附近时,孤子间势能减小到几乎为零。     

负折射介质中孤波间相互作用

以描述负折射介质中超短脉冲传输的归一化非线性薛定谔方程为模型,采用对称分步傅里叶算法研究了负折射介质中亮、暗孤波间的相互作用.数值模拟发现:当孤波的初始频移为零时,亮孤波间的相互作用与常规介质中类似;当孤波的初始频移不为零时,其传输速度和相互作用明显受三阶色散和自陡峭效应的影响,主要表现为相互排斥.而负折射介质中暗孤波间的相互作用与常规介质中的相互作用类似,无论暗孤波是否存在初始频移,暗孤波间的相互作用在三阶色散和自陡峭的影响下都表现为相互排斥.结果表明,通过调节三阶色散和自陡峭系数可以在一定程度上抑制负折射介质中亮、暗孤波间的相互作用.该研究结果为负折射介质在未来高速通信中的应用提供了理论依据.     

负折射介质中孤波间相互作用

以描述负折射介质中超短脉冲传输的归一化非线性薛定谔方程为模型,采用对称分步傅里叶算法研究了负折射介质中亮、暗孤波间的相互作用.数值模拟发现:当孤波的初始频移为零时,亮孤波间的相互作用与常规介质中类似;当孤波的初始频移不为零时,其传输速度和相互作用明显受三阶色散和自陡峭效应的影响,主要表现为相互排斥.而负折射介质中暗孤波间的相互作用与常规介质中的相互作用类似,无论暗孤波是否存在初始频移,暗孤波间的相互作用在三阶色散和自陡峭的影响下都表现为相互排斥.结果表明,通过调节三阶色散和自陡峭系数可以在一定程度上抑制负折射介质中亮、暗孤波间的相互作用.该研究结果为负折射介质在未来高速通信中的应用提供了理论依据.     

微扰法求解铅玻璃中的涡旋空间光孤子

在量子力学的微扰理论框架下,利用微扰法求解得到了1+2维强非局域非线性介质——铅玻璃中二阶微扰修正的"类拉盖尔高斯型"涡旋孤子的近似解析解。从非局域非线性薛定谔方程(NNLSE)出发,以铅玻璃中的真实折射率与Snyder-Mitchell(SM)模型中描述的抛物线型折射率的差值为微扰,以SM模型中的拉盖尔高斯孤子解为基态解,求得了铅玻璃材料中二阶微扰修正的"类拉盖尔高斯型"涡旋孤子的解析解。拓扑荷值分别为1、2、3、4的微扰修正的"类拉盖尔高斯型"光孤子比未加微扰的拉盖尔高斯型光孤子更稳定,非常接近孤子真解的传输行为。     

有限宽度背景中的啁啾灰孤子

基于在正常色散区的变系数非线性薛定谔方程,考虑一个带有微扰的参数渐减光纤系统,并利用数值模拟方法,对超高斯型有限宽度背景波和有限宽度背景中啁啾灰孤子的传输进行详细地研究.结果表明,超高斯背景波可以在带有微扰的参数渐减光纤系统中不受负载啁啾灰孤子的影响而稳定传输.当取背景波脉宽与啁啾孤子的初始脉宽比例大于或等于50时,有限宽度背景中啁啾灰孤子的数值结果基本与精确解相吻合.即使选取的背景波脉宽不宽,有限宽度背景中的啁啾灰脉冲仍可以很好的保持其孤子性质.