光通信 光传输、通信理论

TN9112006010615高阶非线性效应下飞秒光脉冲间的相互作用=Interactionof femtosecond optical pulses with high-order nonlineareffect[刊,中]/班丽瑛(西安科技大学基础部.陕西,西安(710054))∥激光与红外.—2005,35(10).—751-754研究了光纤通信中高阶非线性下飞秒光脉冲间的相互作用。数值结果表明,自频移和自陡峭都使脉冲向后沿呈现非线性的偏移,前一个脉冲的偏移量很小,基本上是呈线性偏移,后一个脉冲随传输距离的增加,偏移量逐渐地增大,呈非线性偏移。二脉冲在传输的过程中,前一个脉冲的峰值强度逐渐地减小,后一个脉冲的峰值强度逐…     

自陡峭和自频移效应对有限背景解的影响

基于自聚焦的非线性薛定谔方程,研究了自陡峭效应和自频移效应对Peregrine怪波(PS)、Akhmediev呼吸子(AB)和Kuznetsov-Ma孤子(KMS)传输特性的影响。数值模拟结果表明:这两种效应使三种有限背景解分裂加快,相邻最大压缩脉冲间的距离减小,脉冲中心发生偏移,且参数越大,分裂得越早,脉冲中心偏移量越大。     

Hirota方程的怪波解及其传输特性研究

求出了高阶Hirota方程在可积条件下的一种精确呼吸子解,并基于此呼吸子解得到了Hirota方程的一种怪波解.在此怪波解的基础上研究了怪波的激发,发现对平面波进行周期性扰动可以激发怪波,对平面波进行高斯扰动可以更快地激发怪波,还可以直接在常数项上增加高斯扰动激发怪波.作为一个实例,采用分步傅里叶方法数值研究了在考虑自频移和拉曼增益时怪波的传输特性,自频移使怪波中心发生偏移,拉曼增益使得怪波分裂得更快,而且拉曼增益值越大怪波分裂得越快,但是拉曼增益对怪波的峰值强度没有明显影响.最后数值模拟了相邻怪波之间的相互作用特点,随着怪波之间距离的减小,怪波将合二为一,成为一束怪波,之后再分裂,并分析了拉曼增益和自频移对怪波相互作用的影响.     

量子点中磁激子的极化子效应

采用推广的LLP方法研究了自组织量子点中磁激子的极化子效应。考虑带电粒子和声子的相互作用,得到了激子能量随磁场的变化关系。结果表明,激子-声子的相互作用降低了激子的能量,但影响很小;极化子效应在没有外磁场时较明显,随着外磁场的增加,这种效应变得越来越弱。     

高阶效应对怪波传输的影响

求出高阶Hirota方程在可积条件下的一种精确呼吸子解,并在解的基础上得到Hirota方程的一种怪波解。从怪波解的形式和图形中深刻认识到怪波的两个特征——时空局域性和高能量特点,认识到怪波产生的物理机制——平面波和其他波的叠加。利用分布傅立叶方法数值研究了怪波在考虑自频移和拉曼增益时的传输特性,自频移使怪波中心发生偏移,拉曼增益使怪波分裂得更快;数值模拟了怪波之间的相互作用特点——随着怪波之间距离的减小,怪波将合二为一,成为一束怪波,之后再分裂,并分析了拉曼增益和自频移对怪波相互作用的影响。     

耦合光纤中光孤子之间的相互作用

本文利用变分原理对耦合光纤中传输的光学弧子进行了研究,发现光学孤子之间的相互作用与高阶色散和它们的初始速度有关,高阶色散可以压制光学弧子之间的相互作用。     

强非局域正交偏振双厄米高斯光束的传输特性

依据非局域非线性介质中双光束传输时遵循的非局域非线性薛定谔耦合方程,在强非局域情形下,通过把响应函数作泰勒展开近似取到二阶,运用变分法求出了正交偏振、中心重合的双厄米高斯光束在强非局域介质中传输时各参量演化规律和一个临界功率,并运用分步傅里叶算法数值模拟出了束宽和相位的演化规律。当两光束以临界功率入射时,得到了正交偏振、中心重合的双厄米高斯空间光孤子及其大相移演化规律。当两光束以总临界功率入射,但两束光的入射功率不等时,光束可以形成呼吸子,但随着阶数的增加呼吸子将越来越不稳定。对于各阶呼吸子,功率大的束宽都作周期性压缩振荡变化,功率小的束宽都作周期性展宽振荡变化,且两呼吸子中功率大的相移随传输距离增加更快。在厄米高斯光束阶数小于5时,变分解得到的结果与数值解吻合较好。     

高阶色散效应常系数Ginzburg-Landau方程自相似脉冲演化的解析分析

采用自相似分析方法,基于常系数高阶色散的Ginzburg-Landau方程,通过分离变量法得出了高阶色散效应自相似脉冲演化的解析解,给出了自相似脉冲的振幅、相位、啁啾以及脉冲宽度的一般表达式.研究表明,在增益光纤的二阶正常色散区域,同时考虑高阶色散和增益色散双重效应影响下演化的自相似孤子脉冲仍然保持线性啁啾;振幅解析解的三阶色散效应显著.这与数值计算的结果非常一致. 关键词： 三阶色散 Ginzburg-Landau方程 自相似脉冲 二阶正常色散     

高阶效应对自相似抛物线脉冲相互作用的影响

讨论高阶效应对自相似抛物线脉冲传输中相互作用的影响.数值研究结果证明高阶效应使得自相似抛物线脉冲形状畸变非常严重,并加剧脉冲间的相互作用.我们分析了不同的高阶效应对脉冲间相互作用的具体影响.而且我们可通过幅度调制和脉冲压缩技术,获得较高质量的自相似抛物线脉冲串传输.这些结果对进一步研究高质量的自相似抛物线脉冲在高功率超短脉冲光纤放大器、激光器和传输系统中的应用有重要的意义.     

亚皮秒光脉冲在密集色散管理光纤中的传输特性

文章从包含高阶效应的非线性薛定谔方程出发,基于一种二阶和三阶色散都作了完全补偿(零路径平均色散)的光纤级联系统模型,用数值法对亚皮秒(几百飞秒)高斯光脉冲在密集色散管理光纤(放大周期远远大于色散补偿周期,La>>Lc)中的传输特性做了研究.结果表明啁啾化亚皮秒光脉冲在短周期色散补偿光纤中可以实现稳定传输.色散管理的密集化程度越高,即色散补偿周期越短,光脉冲在光纤中传输时的呼吸度越小,前后脉冲间的相互作用也越弱,有利于提高光纤传输系统的性能.此外,由于色散管理孤子的系统功率较小,因此高阶非线性项的影响不大.     

三阶色散和受激拉曼散射效应对呼吸孤子作用的相互平衡

以高阶复系数Ginzburg-Landau方程为模型,就高阶非线性效应(比如:三阶色散、自陡峭、自频移等)对呼吸孤子传输特性的影响进行了详细的分析,结果表明:当各高阶非线性效应单独作用时,可能会导致呼吸孤子形状的不对称或脉冲中心偏移等现象,但是,当它们共同作用于呼吸孤子时,适当的参数选取可以使它们对呼吸孤子的影响相互抵消,从而使呼吸孤子实现保型传输。     

四阶色散和五阶非线性对零色散附近交叉相位调制不稳定性的综合影响

从包含高阶色散和高阶非线性的广义非线性薛定谔方程出发,研究了零色散附近交叉相位调制不稳定性增益谱,分析了四阶色散和五阶非线性系数对增益谱的影响.结果表明：当光脉冲工作在零色散附近时,四阶色散对交叉相位调制不稳定性起决定作用,它使增益谱变宽.正（负）五阶非线性使增益谱的谱宽和峰值增大（减小）.随着二阶色散的增加,四阶色散对增益谱的影响越来越小.     

高阶离化对强激光场诱导自电离的影响

本文讨论了以往强激光诱导自电离理论所忽略的二阶以上的高阶离化效应,得到了自电离谱的解析表达式,详细研究了高阶离化的影响。结果表明,当激光场足够强时,高阶离化使自电离谱和自电离态的缀饰态产生显著变化。 关键词：     

尘埃等离子体中非线性波的叠加效应及稳定性问题

研究了小的有限振幅的无磁场尘埃等离子体中的非线性波.在一维情况下由Kortewegde Veries(KdV)方程来描述,考虑了二维情况下尘埃等离子体中尘埃颗粒上电荷的变化效应以及双温度离子效应后,尘埃等离子体受到横向高阶扰动后动力学方程由Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程来描述.在此基础上,研究了以任意夹角传播的两个及三个孤立子的相互作用问题,考虑非线性效应后振幅相等的双孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的4倍,振幅相等的三孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的9倍.研究还表明波的传播方向受到横向高阶扰动后是稳定的.     

尘埃等离子体中非线性波的叠加效应及稳定性问题

研究了小的有限振幅的无磁场尘埃等离子体中的非线性波.在一维情况下由Korteweg de Veries (KdV)方程来描述,考虑了二维情况下尘埃等离子体中尘埃颗粒上电荷的变化效应以及双温度离子效应后,尘埃等离子体受到横向高阶扰动后动力学方程由Kadomtsev-Petviashvili(KP)方程来描述.在此基础上,研究了以任意夹角传播的两个及三个孤立子的相互作用问题,考虑非线性效应后振幅相等的双孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的4倍,振幅相等的三孤立子在相互作用区域内振幅最大值是单个孤立子振幅的9倍.研究还表明波的传播方向受到横向高阶扰动后是稳定的.     

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。结果表明：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。     

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。结果表明：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。     

双模Jaynes-Cummings模型中原子偶极压缩与双模光场压缩间的关联

通过考察双模Ｊａｙｎｅｓ－Ｃｕｍｍｉｎｇｓ（Ｊ－Ｃ）模型中原子偶极压缩和双模光场二阶压缩以及原子振幅平方压缩与双模光场高阶压缩随时间的演化规律，研究了原子偶极压缩和双模光场二阶压缩之间的关系，讨论了原子振幅平方压缩与双模光场高阶压缩之间的联系，并探讨了原子偶极压缩与双模光场压缩之间相互转化的特征。     

半无限晶体中慢速运动的表面极化子

本文研究电子与体纵光学声子耦合弱、与表面光学声子耦合强的半无限晶体中的表面极化子的性质.采用改进了的线性组合算符法和微扰法导出了半无限晶体中的慢速运动极化子的有效哈密顿量.在计及电子在反冲效应中发射和吸收的不同波矢的声子之间的相互作用时,讨论了对有效哈密顿量,诱生势和有效质量的影响.对AgBr晶体进行了数值计算,结果表明反冲效应中发射和吸收的不同波矢的声子之间的相互作用对有效质量和诱生势的影响随耦合常数αt的增加而增加,对有效质量的影响随坐标z的增加而减小的更多,对诱生势的影响随z的增加而增加的更多.     

极性半导体膜中的束缚极化子

采用线性组合算符法和幺正变换方法,研究极性晶体膜中束缚极化子的基态能量、自陷能随膜厚d的变化关系.得出束缚极化子的自陷能由两部分组成:第一部分是由于电子-体LO声子相互作用所引起的(E_e-LO^tr)极化子效应;第二部分则是电子-SO声子相互作用引起的.后者又包含两部分,分别是电子与极性膜中两支表面声子相互作用的贡献(E_e-SO^tr(+),E_e-SO^tr(-)).通过对KCl半导体膜的数值计算表明,E_e-LO^tr随膜厚d的增加而增加;但是E_e-SO^tr、极化子的振动频率以及电子-声子相互作用所产生的总自陷能E_e-ph^tr随膜厚d的增加而减少,当膜厚大于5nm时,总自陷能E_e-ph^tr趋于一稳定值.另外,由于束缚势的存在,使极化子的振动频率增大,这主要是由于束缚势的存在,使电子-声子间的相互作用增强,极化子效应增大而引起的.