孤子色散管理传输及其在常规光纤通信中的可行性研究

从描述光纤中孤子脉冲传输的非线性薛定谔（NLS）方程出发，利用对称分步傅里叶方法对方程进行数值求解．研究了色散管理孤子（DMS）在常规光纤中的传输演化特性，分析了色散管理孤子在常规光纤通信系统中的可行性．结果表明，孤子在通过密集周期性搭配具有相反色散系数的光纤中传输，可以降低孤子间的相互作用，使得孤子的传输演化特性得到改善．利用色散管理来对常规光纤中光孤子脉冲之间的相互作用加以抑制，从而提高信息传输的比特率，但必须具有特殊的光纤制造工艺．     

随机双折射光纤中孤子相互作用及控制

利用分步傅里叶方法,对随机双折射光纤孤子传输进行了数值模拟,研究了多孤子间相互作用;分析了随机双折射现象对孤子传输的扰动机制、稳定性以及辐射能量特性.结果表明:随机双折射引起孤子传输不稳定,增强了孤子间相互作用,导致孤子能量辐射并随传输距离增大.引进非线性增益增强滤波器的控制作用可以有效地抑制随机双折射的对孤子相互作用的影响.     

飞秒光脉冲间相互作用的数值研究

通过数值模拟对飞秒光脉冲间的相互作用进行了研究,结果表明：飞秒孤子的相互作用与常规的皮秒孤子间的相互作用不同。后者在孤子间距较小的情况下,相互作用表现为周期性离合,而前者的相互作用更严重,在初始阶段其相互作用与皮秒孤子一致,而当两孤子合二为一后,一直处于排斥状态,孤子间距传输距离增加而增加,这在通信系统中将造成更大的误码率,传统的不等振幅法在一定程度上可有效地抑制飞秒孤子的相互作用。     

飞秒暗孤子间相互作用的数值研究

通过数值模拟对飞秒暗孤子间的相互作用进行了研究，并且同飞秒亮孤子和皮秒暗孤子分别进行了比较，结果表明：同飞秒亮孤子相比，飞秒暗孤子间的相互作用比较小，前者表现为相互吸引、碰撞、合二为一，然后相互排斥，不具有周期性；而后者从一开始就相互排斥，且这种排斥作用较亮孤子来说相当微弱，同样也不具有周期性。此外，数值模拟的结果还表明，飞秒暗孤子间的相互作用同皮秒尺度下暗孤子间的相互作用基本一致，并且通过计算表明，飞秒暗孤子间的相互作用在一定范围内仍可利用皮秒尺度下暗孤子间相互作用的经验公式。但是，数值模拟结果显示，两孤子的初始间距越小，由经验公式计算结果所带来的误差就越大。     

源啁啾飞秒孤子间相互作用的数值研究

对源啁啾飞秒孤子间的相互作用进行了数值研究，结果表明源啁啾飞秒孤子间的相互作用比无源啁啾时更加严重，会在通信系统中造成更大的误码率，研究结果还表明，不等幅传输法在一定程度上可有效地抑制源啁啾飞秒孤子间的相互作用。     

受扰动的光纤孤子间的相互作用

基于含扰动的非线性薛定谔方程，发展了高登的光孤子相互作用理论，直接从近似的二孤子解昨到描述实际光纤通讯中孤子间的相互作用的解析公式，公式表明在实际的通讯系统中光纤孤子间的相互作用不令依赖于它们之间相对相差，而且依赖于它们的相对能量，速度差随传输距离的变化。     

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     

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。     

多个光伏空间亮孤子相互作用研究

用数值方法分析了多个平行传播一维光伏空间亮孤子之间的相干相互作用.结果表明，同相多个孤子相互作用时，它们不同于两个孤子时的周期性的融合和分开，而是会在整体吸引靠近过程中发生孤子的逐步融合作用.多个孤子相互之间发生能量耦合作用时，可简单归结为三种基本的相互作用模式.而邻近相互反相的多个孤子相互作用时，能保持很好的稳定传播特性，其对形成孤子阵列及阵列波导具有指导意义. 关键词： 光伏空间孤子 多个孤子 相互作用     

在孤子控制下两个飞秒光孤子间的相互作用

直接运用变系数高阶非线性薛定谔方程的精确2-孤子解,来研究在孤子控制下两个飞秒光孤子间的相互作用,讨论了邻近孤子的稳定性.结果表明联合控制群速度色散分布,三阶色散分布和非线性分布能抑制两个飞秒光孤子间的相互作用,而且能避免孤子超前或滞后,在特定的孤子控制系统下,两个飞秒光孤子有良好的稳定性.     

Effect of the third-order filter term on soliton interactions in soliton transmission systems with filters

The effect of the third-order filter term on soliton interactions in optical fibers with guiding filters is theoretically analyzed. We find that this term causes a significant difference to the interaction of solitons through filters among the regimes of without sliding, with up- and down-sliding frequencies of filters. It is shown that the interaction between solitons can be more effectively suppressed by up-sliding filters than that by down-sliding filters in the presence of the third-order filter term. Moreover, the third-order filter term is found to play a positive role in suppressing soliton interactions in the case of non-sliding.     

Influence on Transmission Properties of Solitons by Stochastic Variation of System Parameters and Interaction

ＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｏｌｉｔｏｎｓｂｙＳｔｏｃｈａｓｔｉｃＶａｒｉａｔｉｏｎｏｆＳｙｓｔｅｍＰａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄＩｎｔｅｒａｃｔｉｏｎＣＨＥＮＭｉｎｇｈｕａ；ＷＥＮＹａｎｇｊｉｎ；ＹＡＮＧＸｉ...     

Reduction of Soliton Interaction in Distributed Erbium-Doped Fiber Amplifiers

Methods of reducing the soliton interaction in distributed erbium-doped fiber amplifiers have been studied. The results show: if the optical phase conjugation is applied in proper periodic length, input relative phase between two solitons, and non-equal amplitude input is chosen, the soliton-soliton interaction and soliton self frequency shift can be deleted 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.     

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.     

Incoherent interaction between one- and two-dimensional solitons in noncentrosymmetric photorefractive media

The incoherent interaction between solitons with different transverse dimensions in a noncentrosymmetric photorefractive crystal is studied both in theory and in experiment. An anomalous incoherent interaction between one- and two-dimensional solitons, whose attractive and repulsive effects depend on the soliton separation, is numerically demonstrated by employing an anisotropic model. By launching a one-dimensional green beam and a two-dimensional red beam into a biased SBN:60 crystal, the hybrid-dimensional soliton interaction is performed. The experimental results are in good agreement with the numerical ones.     

Interaction Between Line Soliton and Algebraic Soliton for Asymmetric Nizhnik-Novikov-Veselov Equation

Starting from the variable separation approach, the algebraic soliton solution and the solution describing the interaction between line soliton and algebraic soliton are obtained by selecting appropriate seed solution for （2＋1）-dimensional ANNV equation. The behaviors of interactions are discussed in detail both analytically and graphically. It is shown that there are two kinds of singular interactions between line soliton and algebraic soliton： 1） the resonant interaction where the algebraic soliton propagates together with the line soliton and persists infinitely; 2） the extremely repulsive interaction where the algebraic soliton affects the motion of the line soliton infinitely apart.     

光诱导准一维光子晶格中离散空间光孤子的相互作用

基于分步束传播法数值分析了离散空间光孤子在准一维光诱 导光子晶格中的相干与非相干相互作用过程. 结果表明: 对于相干孤子, 同相时相互吸引, 反相时相互排斥. 然而, 由于非线性响应的各向异性, 横向排布的非相干孤子会因间隔波导数目的增加而由相互吸引变为相互排斥. 并且, 沿对角方向排布的两个非相干孤子在孤子相 互作用力和布拉格反射的共同影响下, 会呈现出"钟摆式"振荡传输现象. 研究结果有助于进一步理解非线性各向异性对离散孤子相互作用的影响机制, 并为后续实验研究提供理论参考.     

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。