文档介绍：南开大学
硕士学位论文
光孤子传输特性及色散管理的研究
姓名:张俊杰
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:盛秋琴
20090501
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摘要中的基本传输方程,深入研究了一种对光孤子的数值分析方法——分布傅里叶光孤子是指经过长距离传输而保持形状、速度和幅度不变的光脉冲,光孤子行为已经成为目前光通信技术研究中的热点课题之一。其产生机理是光脉冲在在长距离传输过程中保持不变形。光孤子通信很容易实现波分复用和偏振复用,传输容量比当今的通信系统要高出个数量级,中继距离可达几百千米,具有良好的发展前景【俊J导实墓夤伦油ㄐ畔低持校卸喔鲆蛩囟怨夤伦哟溆影响:一方面由光纤介质引起,包括光纤损耗、群速色散、偏振模色散等;另一方面是非线性效应,如自相位调制、自陡峭、孤子内拉曼散射等【】。因此研究这些因素对光孤子在光纤中传输特性的影响,对设计新型并且实用化的通信本文首先论述了光孤子与光孤子通信的基本理论知识,推导了光脉冲在光纤法;然后数值模拟了一、二、三、等阶光孤子以及各阶孤子对在普通单模光纤中的传输演化特性,总结了其演化规律。光子晶体光纤新颖、灵活的特性使其成为近年来研究的热点,它可变的色散特性和强非线性效应很容易实现孤子传输,所以本文也对飞秒孤子在光子晶体光纤中的演化特性进行了研究,重点模拟并分析了高阶色散效应、自陡峭效应、脉冲内拉曼散射效应分别对孤子传输的影响,以及这些因素共同作用时光孤子本文最后研究了色散管理孤子及其传输原理,并数值模拟了色散管理孤子在不同的传输模式下的传输,总结了色散管理孤子特性。关键词:光孤子色散管理非线性薛定谔方程分布傅里叶法传播时,群速度色散引起的展宽效应和非线性导致的压窄效应相制约,从而能系统具有重要意义。的传输特性,得到了一些有建设性的结论。
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学位论文作者签名:知气莹杰南开大学学位论文版权使用授权书沙彳年歹月;,日扫描、数字化或其它手段保存论文;学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务;学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版;在不以赢利为目的的前学位论文作者签名:本人完全了解南开大学关于收集、保存、使用学位论文的规定,同意如下各项内容:按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本;学校有权保存学位论文的印刷本和电子版,并采用影印、缩印、提下,学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。经指导教师同意,本学位论文属于保密,在年解密后适用本授权书。指导教师签名:解密时间:年月日各密级的最长保密年限及书写格式规定如下:.
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研年厂月;’学位论文作者签名:孑而≮专办南开大学学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,进行的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的体,均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本学位论文作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集由本人承担。
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第一章绪论第一节孤子研究的历史背景近百年来,物理和数学界对孤子一直在进行研究。年,苏格兰海军工程师源诤拥乐性硕纬伤牟ǚ褰泄鄄欤⑾衷诖蝗煌下时,原来在船前被推起的水波依然维持原来的形状、幅度和速度向前运动,前进了才消失,这就是著名的孤立波现象】;年,孤子的数学模型首次被建立,即著名的描述孤立波的匠蹋辏琍和研究基本粒子模型时,对方程作了数值模拟,发现碰撞后两个孤立波也仍保持着原有的形状和速度;年,蚙对调和晶格模型得到的匠探辛耸导扑悖⒔溆糜诘壤胱犹宀ǖ难芯浚徊街な了这类孤立波相互作用后不改变波形;同年,:孤子是非线性波动方程的一个孤子波解,它可传播很长的距离而不变形,当它与其他同类孤立波相遇后,保持其幅度、形状和速度不变;年,与治隽斯庀酥械纳⒓胺窍咝孕вΓ⑾无损耗光纤中的复光场包络满足非线性薛定谔方程,且在光纤反常色散区存在亮孤子,在正常色散区存在暗孤子【!孤子存在于生活的各个领域,不仅是光学是在光学领域,在等离子体物理【⒘魈逦锢怼俊⒐烫逦锢怼⒊嘉锢怼⑸镂锢怼⒒У攘煊蛑校捕即嬖相应的孤立子现象【,本论文主要研究光纤中的光孤子传输的特性。光孤子的研究离不开非线性研究的发展,而克尔介质中的自聚焦效应拉开了人们对于光学领域中非线性效应研究的序幕。由于光孤子特别是基阶孤子能够在光通信系统中无失真地传输,所以各国的研究者都积极探索如何将其应用在实际的通信领域,发挥其应用前景。年,逆散射方法【解析求解非线性薛定谔方程;年,和找到了方程的耘肌,运用逆散射变换方法就可得到的单孤子解及坠子解【В馐鞘状未永砺凵贤