自相似光脈沖在耦合非均勻光纖系統(tǒng)中的傳輸特性研究.pdf

1、近幾年來,產(chǎn)生和傳輸高能量、高功率、嚴(yán)格線性啁啾特性的光脈沖是國際上光纖光學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一,而自相似脈沖很好地解決了傳輸中脈沖的強(qiáng)度限制問題。自相似是自然界的一種普遍現(xiàn)象,光纖中的自相似性是指在光纖中的正常群速度色散、自相位調(diào)制和增益的共同作用下,能夠產(chǎn)生能量被顯著放大,具有很強(qiáng)線性啁啾而且其時(shí)域特征相似于拋物線形狀的漸進(jìn)型脈沖,而在非線性系統(tǒng)中,自相似的出現(xiàn)也給人們帶來了很多明顯的關(guān)于內(nèi)在動態(tài)的信息,研究相關(guān)非線性方程的自相似解對

2、理解不同的非線性物理現(xiàn)象具有重大意義,因此自相似解的研究被廣泛應(yīng)用于多個(gè)物理領(lǐng)域,如凝聚態(tài)物理、等離子物理、流體動力學(xué)、量子場論和生物物理學(xué)等。但在光學(xué)領(lǐng)域,這種特性的研究目前還處在初級階段,尤其是在非線性光纖光學(xué)領(lǐng)域中的研究才剛剛起步。本文以變系數(shù)耦合非線性薛定諤方程為模型,通過解析和數(shù)值兩種方法,研究了自相似光脈沖在耦合非均勻光纖系統(tǒng)中的傳輸特性。
　　具體內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)介紹了光纖通信的歷史與發(fā)展、孤

3、子理論、光孤子通信的研究現(xiàn)狀和自相似光脈沖的研究背景、研究現(xiàn)狀以及應(yīng)用。
　　(2)介紹了光脈沖在光纖中的傳輸模型及研究脈沖傳輸特性時(shí)所用到的數(shù)值方法:分布傅里葉方法及龍格-庫塔方法,文中采用二者相結(jié)合的方法,避免了單純使用分布傅里葉方法時(shí)所遇到的局限性。
　　(3)采用擬解法求解了自相似光脈沖在耦合非均勻光纖系統(tǒng)中傳輸所滿足的理論模型:變系數(shù)耦合非線性薛定諤方程(不含高階項(xiàng)),得到了其自相似解,并從解析和數(shù)值兩個(gè)方面詳細(xì)分