分享到:

光脉冲在非均匀光纤系统中的稳定传输特性研究

本文分别以变系数非线性薛定谔方程和变系数高阶非线性薛定谔方程为模型,从解析和数值两方面对皮秒和飞秒光脉冲在非均匀光纤系统中的传输特性进行比较深入的理论研究,给出不同情况下的精确稳定孤波解。在此基础上,我们进一步考察孤波解的稳定性和孤波间的相互作用。为研究实际非均匀光纤或孤子控制系统中光脉冲的稳定传输提供一定的理论依据。最后,我们考虑新型光纤——光子晶体光纤的传输特性。运用有限差分法分析空气孔形状对光子晶体光纤特性的影响,由定量的计算给出一些定性的结果,这对设计实用的光子晶体光纤有一定的参考价值。本文的主要内容如下:1) 仿照理想光纤中描述光脉冲传输的基本方程,给出非均匀光纤中描述皮秒脉冲传输的变系数非线性薛定谔方程和描述飞秒脉冲传输的变系数高阶非线性薛定谔方程,并简单介绍数值模拟方法。2) 研究皮秒光脉冲在非均匀光纤中的稳定传输特性。从变系数非线性薛定谔方程入手,讨论非均匀光纤中皮秒亮孤子的传输特性。在已有工作的基础上,利用适当  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

《山西广播电视大学学报》2006年04期
山西广播电视大学学报

暗孤子在非均匀光纤中传输特性的研究

一、引言在光纤中传输的孤立波是由于克尔效应和色散效应平衡的结果,是孤波运动的动力,但有许多因素影响孤子传输的动力和孤子在实际光纤中的产生。例如:高阶色散效应,不均匀光纤的变化等。光脉冲在实际光纤中传输可由非均匀非线性薛定谔(NLS)方程来描述。非线性光脉冲在非均匀光纤中的传输吸引了许多研究工作者的关注,因为它具有很重要的应用,实际上制造的光纤不可能实现长距离均匀。在实际的光纤中纤芯介质是不均匀的,其原因在于:1)光纤介质的晶格参量的变化使得光纤中相邻原子的距离不是常数;2)光纤的几何形状的变化,例如直径的变化等。这些非均匀性对传输中的损耗(或增益),自相位调制都有一定的影响。为提高光孤子通讯系统的通信容量,常通过缩短相邻孤子脉冲间的间距以及采用光时分复用(OT-DM)、波分复用(WDM)与偏振复用(PDM)等技术来实现。当相邻孤子靠近后,光纤的非线性效应将引起相邻孤子之间的相互作用,波形畸变,传输特性恶化,传输速率下降,传输距离...  (本文共3页) 阅读全文>>

山西大学
山西大学

非均匀光纤和非均匀波导中光脉冲和光波的传输特性研究

光脉冲在光纤中的传输,由于其在光通信中的重要应用,在过去几十年里一直是人们研究的热点之一。而近年来,随着光通信的不断发展,以及色散管理和色散、非线性和增益/损耗的综合管理的提出,光脉冲在非均匀光纤系统中的传输已得到了人们特别的关注。在理论上,光脉冲在非均匀光纤系统中的传输可以由变系数非线性薛定谔方程模型来描述。另一方面,由于空间光孤子是未来实现全光通信及全光器件最理想的途径之一,因而也同样引起了人们的兴趣。本文主要以变系数非线性薛定谔方程,变系数高阶非线性薛定谔方程,非均匀抛物型阶跃波导中的光波传输方程以及克尔介质中方位极化非傍轴光波的传输方程为模型,通过解析和数值相结合的方法,分别对啁啾暗(灰)孤波在非均匀光纤中的传输,高阶效应下脉冲串的产生、压缩和传输,非均匀波导中自相似光波的非线性隧穿以及克尔介质中的非傍轴环形孤波的传输进行了详细地研究。本文的结果将为进一步研究实际的光孤子控制系统或非均匀光纤系统,实现超高速、大容量的光信...  (本文共125页) 本文目录 | 阅读全文>>

山西大学
山西大学

可变参量光纤放大器中啁啾类孤波传输特性的研究

孤子现象存在于诸多研究领域中,自从孤子在十九世纪被发现以来,孤子理论始终是数学、物理学和通信等领域中重要的研究方向之一。光孤子的形成是光脉冲在时间域中线性的色散被非线性的自相位调制平衡的过程。它不仅仅是非线性科学中一个重要的研究方向,而且它具有重要的应用前景,可应用于新一代的光通信传输系统和高速全光开关的研制。本文我们将变系数的Ginzburg-Landau方程作为非均匀光纤放大器的理论模型,利用拟解法获得该方程的精确啁啾亮、暗两种类孤波解,以研究这种啁啾类孤子脉冲的稳定传输为目的,分别从解析理论和数值分析两方面进行详细的研究,获得一些有益的结果。这对研究实际的非均匀光纤放大系统以及孤子控制系统中光脉冲的稳定传输提供了一定的理论依据。本文的主要内容如下:1.对当今光孤子通信的研究现状和发展情况进行概述,介绍啁啾类孤波研究的意义。2.详细介绍光纤中描述脉冲传输的非线性薛定谔方程和高阶非线性薛定谔方程以及描述脉冲在非均匀光纤放大器中...  (本文共53页) 本文目录 | 阅读全文>>

苏州大学
苏州大学

非均匀光学传输系统中光脉冲操控的理论研究

本文以非均匀光纤中的各种变系数非线性薛定谔方程为模型,利用解析(相似约化理论)和数值模拟(分裂步长快速傅立叶变换算法)两种互补方法研究了空间衍射、时空耦合、高阶色散和高阶非线性效应对自相似脉冲的振幅、相位、啁啾因子及光波宽度等传输特性的影响,分析了畸形波的湮灭消失、维持、重现、快速激发等操控问题。着重讨论了多自相似脉冲和畸形脉冲的产生及其相互作用问题,对规避和利用畸形脉冲提出了可行性方案,为研究实际非均匀光纤系统中光脉冲的参量调控和动力学控制提供一定的理论依据,并对物质波孤子和等离子体中的孤波等其它物理领域动力学研究具有潜在的应用价值。主要内容如下:1.研究1+1维时间、空间孤子型自相似脉冲的动力学操控行为。利用相似约化方法研究由色散和非线性平衡产生的1+1维时间自相似脉冲与由衍射和非线性平衡产生的1+1维空间自相似脉冲的传输和操控问题。通过选择色散或衍射和非线性函数的不同形式,首次实现对亮、暗自相似脉冲(对)以及平顶自相似脉冲...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>

天津大学
天津大学

光码分复用关键技术及可调谐光脉冲生成技术研究

随着多媒体业务、因特网业务和宽带综合业务数字网的迅猛发展,对通信波长容量和传输速率提出了越来越高的要求,全光通信已成为光通信发展的目标,而全光局域网是近年来光通信研究的方向之一。本文的工作分为两部分:1)光纤光栅的OCDMA编/解码技术研究;2)半导体激光器注入锁定产生单波长和双波长光脉冲技术研究。基于步进啁啾光纤光栅的光码分复用频域编/解码的研究1. 发展了基于步进啁啾光纤光栅的频域相位编/解码器结构;2. 通过对m序列地址码做映射,提出了利用步进啁啾光纤光栅实现OCDMA编/解码的方法。对该编/解码器进行数值模拟,得到了预期的很好的相关特性。并讨论了影响编/解码相关性能的因素。分析了基于步进啁啾光纤光栅OCDMA编/解码器的系统性能。介绍了步进啁啾光纤光栅的制作,给出了用于写入步进啁啾光纤光栅的掩模板的设计原理和参数。注入锁定产生单波长可调谐光脉冲实验研究发展了一种腔外注入锁定产生波长可调谐光脉冲的方法。该方法利用一个商用的...  (本文共115页) 本文目录 | 阅读全文>>

山西大学
山西大学

新型光孤子及其光脉冲在光纤通信系统中的传输控制特性研究

本文从解析的角度出发,利用求解高阶偏微分方程的几种不同方法,例如齐次平衡法、拟解法以及达布变换法,同时借助于各种微扰理论例如矩法、变分法和数值方法例如分步傅里叶方法、伦格—库塔积分法,深入系统地研究了皮秒、亚皮秒以及飞秒光脉冲在均匀与非均匀光纤及其放大介质中的无畸变传输特性,获得了各种情况下的经典的和新型的精确稳态孤波解。在此基础上,进一步考察光孤波脉冲的稳定性及其相互作用,为将来的大容量和超大容量光信息传输的实验和应用提供了比较全面的理论依据。我们的工作主要分为两大部分,首先就描述超短光脉冲在光纤系统中传输的高阶非线性薛定谔方程以及描述超短光脉冲在波分复用光通信系统中传输的耦合高阶非线性薛定谔方程展开理论研究,通过解析方法寻求其新型的组合孤波解,并利用数值方法进一步研究其稳定性。其次,对光脉冲在非均匀光纤中稳定传输特性进行了理论研究,获得了不同情况下的精确稳态孤波解,在此基础上,数值考察了皮秒和飞秒光脉冲在非均匀光纤中的稳定性...  (本文共162页) 本文目录 | 阅读全文>>