本文關鍵詞：拉曼增益和自陡峭效應對皮秒亮暗孤子傳輸特性的影響

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【摘要】：孤子(Soliton)又稱孤立波存在于包括等離子體、液晶、光纖等不同的物理體系中。光孤子在光纖中傳輸時,可以實現(xiàn)脈沖在時域上的形狀以及頻域上的頻譜均保持原有的初始狀態(tài)不發(fā)生變化�；谶@一特性,光孤子在光纖通信領域具有巨大的應用潛力,從理論上探究光孤子在光纖中的傳輸特性成為一項重要的研究課題。本文從光孤子脈沖在光纖中傳輸時,其慢變包絡振幅所滿足的波動方程出發(fā),推導出其滿足的非線性薛定諤(Schrodinger)方程,在此方程中同時考慮拉曼增益效應和自陡峭效應兩種高階非線性效應,在忽略光纖損耗情況下,運用分步傅立葉變換的數(shù)值算法,仿真模擬了亮孤子和暗孤子在光纖中傳輸時的演變過程,探析了拉曼增益和自陡峭效應對孤子脈沖傳輸特性的影響,從而為孤子通信提供理論依據(jù)。本論文分別從緒論、正文、結論三部分進行論述。其中緒論部分主要介紹了光孤子的由來和光孤子的分類以及本文的主要研究內容。其中正文部分分為三小節(jié)：第一小節(jié)為理論模型,如果光纖中超短光脈沖的輸入功率較高,高階非線性效應將起重要作用,在此種情況下需要涉及自陡峭效應和拉曼效應兩種高階非線性效應的影響。從光脈沖的慢變包絡振幅所滿足的波動方程出發(fā),推導出考慮高階非線性效應的非線性薛定諤方程。隨后采用分步傅里葉算法數(shù)值求解脈沖所滿足的同時考慮拉曼增益和自陡峭效應的非線性Schrodinger方程,求解得出色散作用算符和非線性算符的具體形式,從而建立理論模型。第二小節(jié),通過數(shù)值求解Schrodinger方程,繪制光脈沖的演化過程,模擬拉曼增益和自陡峭效應共同作用對皮秒亮孤子在各向同性光纖中傳輸特性的影響。第三小節(jié),探討了自陡峭效應和拉曼增益對皮秒暗孤子在各向同性光纖中的傳輸特性的影響。本論文的最后一部分為結論部分,對本論文研究的內容進行總結,并分析了其對實際生產中的應用。
【關鍵詞】：拉曼增益 自陡峭效應 非線性薛定諤方程 分步傅里葉算法 亮孤子 暗孤子
【學位授予單位】：內蒙古大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O437;TN253
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 一 緒論10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 光孤子的分類以及研究現(xiàn)狀10-14
• 1.2.1 時間光孤子11-12
• 1.2.2 空間光孤子12-13
• 1.2.3 時空光孤子13-14
• 1.2.4 呼吸子和孤子14
• 1.3 論文的主要內容14-16
• 二 理論模型16-24
• 2.1 非線性薛定諤方程(NLSE)16-19
• 2.2 分布傅里葉變換算法數(shù)值求解NLSE19-24
• 2.2.1 微分算符的求解21-22
• 2.2.2 非線性算符的求解22-24
• 三 數(shù)值模擬與理論分析24-40
• 3.1 拉曼增益和自陡峭效應對皮秒亮孤子傳輸特性的影響24-31
• 3.1.1 基階亮孤子(N=1)24-26
• 3.1.2 二階亮孤子(N=2)26-28
• 3.1.3 三階亮孤子(N=3)28-31
• 3.2 拉曼增益和自陡峭效應對皮秒暗孤子傳輸特性的影響31-40
• 3.2.1 基階暗孤子(N=1)31-34
• 3.2.2 二階暗孤子(N=2)34-37
• 3.2.3 三階暗孤子(N=3)37-40
• 四 結論40-41
• 參考文獻41-48
• 致謝48-49
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄49

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