文档介绍：摘要五邑大学硕士学位论文对于光纤孤子的相互作用问题,现有的研究主要集中于基阶孤子间相互作用,而针对高阶孤子间相互作用问题的研究相对较少。本文通过分步傅立叶方法进行数值计算,研究了二阶光孤子在光纤中的传输特性,在总结前人研究成果的基础上得出了一些有益的结论。在色散位移光纤中,研究了三阶色散影响下,同相和反相二阶孤子之间的互作用,分析了同相和反相二阶孤子对衰变后时域波形和频域频移的变化,发现三阶色散使二阶孤子分裂出一大一小两个不同振幅的基阶孤子,并彼此分离,但孤子对中心频率频移量却减小。通过引入非线性增益控制可以有效抑制二阶孤子间互作用,使孤子保型传输而不发生衰变,但孤子对会偏离原来的时间槽。这种偏离主要是由于三阶色散的影响造成的。因此我们提出周期性改变三阶色散系数的方法,减小了三阶色散的不利影响,抑制了孤子中心频率的频移。时域相位共轭技术芄欢匀核俣壬ⅲ韵辔坏髦疲龀迥诶射等效应进行补偿。但是当脉冲宽度较小,或者脉冲中心波长接近零散射波长时,三阶色散效应变得不可忽略。捎谖薹ú钩ト咨ⅲ虼讼拗屏似浔乓徊的应用。在总结前人解析方法的基础上,因此我们提出了一种谱共轭技术它通过在传输距离的中点在频域对脉冲进行共轭变换,即可实现在传输距离的后半程对各阶色散,自相位调制,自陡效应的补偿。将敕窍咝栽鲆婵刂平合作用于二阶孤子脉冲序列,获得了较好的整形效果。关键词;非线性薛定谔方程;分步傅立叶方法;二阶孤子;孤子间互作用:三阶色散;非线性增益;时域相位共轭;谱共轭;
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本人声明签字:杨懿我声明,本论文及其研究工作由本人在导师指导下独立完成。在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。作者:杨懿年
第一章绪论课题来源及研究背景本课题来源于广东省自然科学基金资助项目己牛。随着电信网上各种数据及语音业务的同益普及和迅速发展、。光纤通信以其大容量,高比特速率以及超长传输距离等突出优点裸乓婊竦萌嗣堑那醉全光通信网是光纤通信技术发展的最高阶段,是一项集通信技术、光电子技术、光传输技术和电子技术为一体的复杂工程,要在光域内实现信号的产生、检测、传输、交换、复用、路由、选择、监控及生存性保护,实现高速大容量传输,件、光时钟提取、高速光线性和非线性伦传输、全光中继等。目前,激光光源的研究主要集中在高集成度,产生连续可调的超短光脉冲,已能产生接近变换限的短光脉冲;现在开发的全光开关也能提供高速的光交换和解复用;基于四波混频际醯娜ü庀辔幌喙仄鞯墓馑鄑;可用于高速的时钟提取;宽带实用化的掺饵光纤放大器的面世提供了光中继放大【。所有的这些系统中的关键元器件的发展都为实现超高速/涮峁┝宋镏驶光孤子通信是光纤非线性在光通信中的重要应用。“孤子灰淮世源于“孤立波铝⒉ㄊ且恢痔厥獾牟ǎ庵植芄徊槐湫蔚卮浜艹さ木嗬耄而且在相互碰撞之后仍然保持形状不变,具有粒子的特性,所以称为“孤子从物理学的观点来看,孤子是物质非线性效应的一种特殊产物。从数学上看,它是某些非线性偏微分方程的一类稳定的、能量有限的不弥散解。年,美国贝尔实验室的等人首次提出了利用光纤非线性在反常色散区进行光孤子传输的设想【。在解决光纤色散引起光波通信的困难中,借助非线性效应,认证了光纤中非线性包络波与电子回旋波间的相似性,建立了描述光纤中包络波的非线性薛定谔方程,并与黄鸫永砺凵现っ鳎任何无损光纤中的光脉冲在传输过程中能自己变形为孤子后稳定传输,他们还提五邑大学硕士学位论文涉及到许多复杂的技术问题【,包括超短脉冲的产生/调制、全光复用/解复用器础。
光纤孤子通信优点稳定传输。由此,逐渐产生了新的电磁理论——光孤子理论,从而把通信引向非出了逆散射法来精确求解在特定条件下的薛定谔方程。在频移时,由于折射率的非线性变化与群速色散效应相平衡,光脉冲会形成一种基本孤子,在反常色散区线性光纤孤子传输系统这一新领域。年贝尔实验室等人首次用实验方法在光纤中观察到光孤子,案,称为光纤孤立子通信【。年和的研究指出,采用孤子能量补偿放大器后,其噪声会对光波产生频率调制,导致孤子随机走离,限制了孤子传输系统的速率与距离,这一现象称为瓾限制:而年虳又各自独立地利用掺铒光纤成功地实现了⒚椎墓庑藕欧糯蟆攘⒓床捎貌铒光纤放大器作为孤子能量补偿放大器进行各种传输实验研究,和等研究采用集中式光纤放大器级联孤子系统稳定传输的幅值条件,提出了著名的平均孤子模型,与则采用推广的李变换法研究含损耗与周期放大器的扰动非线性薛定谔方程的孤子解【,提出了著名的导引中心孤子的概念。光纤孤子通信技术是~种新颖的非线性全光长距离通信,是新一代高速长距离通