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

2、理解不同的非線性物理現象具有重大意義,因此自相似解的研究被廣泛應用于多個物理領域,如凝聚態(tài)物理、等離子物理、流體動力學、量子場論和生物物理學等。但在光學領域,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領域中的研究才剛剛起步。本文以變系數耦合非線性薛定諤方程為模型,通過解析和數值兩種方法,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。
　　具體內容包括以下幾個方面:
　　(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狀和自相似光脈沖的研究背景、研究現狀以及應用。
　　(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所用到的數值方法:分布傅里葉方法及龍格-庫塔方法,文中采用二者相結合的方法,避免了單純使用分布傅里葉方法時所遇到的局限性。
　　(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:變系數耦合非線性薛定諤方程(不含高階項),得到了其自相似解,并從解析和數值兩個方面詳細分