高峰值脈沖在非線性色散漸減光纖中的傳輸特性研究
發(fā)布時(shí)間:2017-05-05 11:06
本文關(guān)鍵詞:高峰值脈沖在非線性色散漸減光纖中的傳輸特性研究,,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:怪波(rogue wave;簡(jiǎn)稱(chēng)RW)是一個(gè)高峰值的單脈沖,首次在海洋中被發(fā)現(xiàn)。由于它具有極高的幅度和非常強(qiáng)的損壞力,并且出現(xiàn)時(shí)沒(méi)有任何征兆,瞬時(shí)出現(xiàn)瞬時(shí)消失,可以輕易地破壞海上油井和各類(lèi)航行的船舶,因此引起了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)它的廣泛關(guān)注。目前,怪波已在許多領(lǐng)域中被發(fā)現(xiàn),如冷原子系統(tǒng),大氣環(huán)境、金融等。經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)時(shí)間的研究和探索,人們雖然對(duì)怪波有了初步的認(rèn)識(shí),但是研究工作仍處于初始階段。由于深水波動(dòng)力學(xué)的理論模型與非線性光纖系統(tǒng)中光波傳輸?shù)膭?dòng)力學(xué)模型非常類(lèi)似,因此海洋學(xué)中的怪波概念順理成章地引入到光學(xué)領(lǐng)域中。在光學(xué)系統(tǒng)中,光學(xué)怪波具有很高的幅度,因而在高峰值功率脈沖的產(chǎn)生方面具有很重要的應(yīng)用。所以本文我們主要基于變系數(shù)非線性薛定諤方程,研究高峰值脈沖在非線性色散光纖中的產(chǎn)生及傳輸特性。具體內(nèi)容包括以下四個(gè)方面:(1)介紹海洋怪波以及光學(xué)怪波的概念,產(chǎn)生原因及研究進(jìn)展和方法。(2)由Maxwell方程出發(fā),推導(dǎo)出光脈沖在非均勻光纖中傳輸?shù)囊话憷碚撃P汀兿禂?shù)非線性薛定諤方程,在此基礎(chǔ)上引入該方程在連續(xù)波背景上的孤子解,包括Peregrine孤子解,Kuznetsov-Ma孤子以及Akhmediev呼吸子解。并介紹光脈沖在光纖中傳輸?shù)臄?shù)值方法:分步傅里葉變換方法。(3)由于Peregrine孤子理論上普遍被用來(lái)描述怪波,因此基于變系數(shù)非線性薛定諤方程的Peregrine孤子解,詳細(xì)地討論P(yáng)eregrine孤子在非線性色散漸減光纖中的傳輸特性。并且通過(guò)輸入不同的連續(xù)波背景上的局域脈沖,研究高峰值脈沖在非線性色散漸減光纖中的激發(fā)和傳輸。(4)此外詳細(xì)地討論初始輸入加載有高斯型、雙曲正割型和余弦型脈沖擾動(dòng)的連續(xù)波在非線性色散漸減光纖中的傳輸,研究得到三種擾動(dòng)脈沖的幅度,寬度以及初始啁啾參數(shù),對(duì)所激發(fā)的高峰值脈沖傳輸特性的影響,為高峰值脈沖在光纖中的傳輸和控制提供了一定的理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】:高峰值脈沖 光學(xué)怪波 非線性色散漸減光纖 變系數(shù)非線性薛定諤方程
【學(xué)位授予單位】:太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類(lèi)號(hào)】:TN253
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-8
- 第一章 緒論8-14
- 1.1 怪波的概述8-10
- 1.2 光學(xué)怪波10-13
- 1.3 本文的主要內(nèi)容13-14
- 第二章 理論模型及數(shù)值方法14-26
- 2.1 光纖中光脈沖的傳輸方程14-16
- 2.2 連續(xù)波背景上的孤子解16-21
- 2.3 數(shù)值方法21-23
- 2.4 本章小結(jié)23-26
- 第三章 非線性色散漸減光纖中高峰值脈沖的激發(fā)和傳輸26-34
- 3.1 色散漸減光纖26-27
- 3.2 Peregrine孤子解27-29
- 3.3 高峰值脈沖的激發(fā)29-33
- 3.4 本章小結(jié)33-34
- 第四章 光纖中高峰值脈沖的傳輸控制研究34-44
- 4.1 單峰脈沖34-39
- 4.2 多峰脈沖39-42
- 4.3 本章小結(jié)42-44
- 第五章 工作總結(jié)及期望44-46
- 參考文獻(xiàn)46-50
- 致謝50-52
- 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文52
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本文編號(hào):346213
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