光子晶體光纖中啁啾對孤子俘獲效應(yīng)影響的研究.pdf

1、光子晶體光纖相比傳統(tǒng)的光纖有著其優(yōu)越的性質(zhì)，比如單模特性、高度色散可調(diào)的特性、高非線性等特性，在非線性光纖光學(xué)等一些領(lǐng)域的研究產(chǎn)生了重要的意義。色散波的產(chǎn)生是指在非線性介質(zhì)中入射的高階孤子傳輸時受到高階色散以及非線性效應(yīng)的微擾而向外輻射出能量的一種現(xiàn)象，它的產(chǎn)生是一個非常復(fù)雜的非線性問題，是光纖中超連續(xù)譜產(chǎn)生的物理機(jī)制之一。無論是在科學(xué)研究或是在實(shí)際工程中都有著廣泛的應(yīng)用。本文通過求解廣義非線性薛定諤方程，對雙零波長光子晶體光纖中的孤子

2、捕獲色散波現(xiàn)象及超連續(xù)譜產(chǎn)生進(jìn)行了研究，研究了自陡對雙零色散波長的光子晶體光纖中色散波產(chǎn)生的影響，同時研究了啁啾對色散波產(chǎn)生以及孤子與色散波間共同作用的時頻特性的影響，主要的研究內(nèi)容如下：
　　第一，基于光脈沖信號在光纖中傳輸?shù)姆蔷€性薛定諤方程，采用分步傅立葉方法研究了雙零色散點(diǎn)光子晶體光纖中自陡對色散波產(chǎn)生及啁啾對孤子俘獲色散波的影響。由于它們受到諸多因素之間的相互影響，本文采用了一種數(shù)值計算方法分析色散波的產(chǎn)生。另外，采用窗口

3、傅立葉變化模擬實(shí)現(xiàn)了交叉相關(guān)頻率分辨光學(xué)開關(guān)技術(shù)，分析了自陡對色散波及啁啾對孤子俘獲色散波的影響。首先，數(shù)值分析了光纖中自陡對色散波的影響，通過研究得出的結(jié)果是：色散波產(chǎn)生的機(jī)理不同，自陡對紅移和藍(lán)移色散波的影響就會不同。當(dāng)考慮自陡時，紅移色散波的強(qiáng)度會受到明顯的影響，而對藍(lán)移色散波的強(qiáng)度影響卻比較小。
　　第二，用分步傅里葉方法研究了初始啁啾對光子晶體光纖中孤子俘獲色散波的影響。首先，分析了不同初始啁啾脈沖在時域上的演化特征，研

4、究發(fā)現(xiàn)初始啁啾為正的脈沖與初始啁啾為零或者負(fù)的脈沖相比，高階孤子分裂和進(jìn)入飽和階段所需的傳輸距離更短。根據(jù)傳輸距離演化，脈沖的演化可以分為三個階段：初始展寬階段、劇烈展寬階段和飽和展寬階段。通過研究發(fā)現(xiàn)，是否有初始啁啾對各個展寬階段的演化有著一定的區(qū)別，啁啾對初始展寬以及劇烈展寬兩個階段的光譜影響較為明顯。但是在飽和階段時，啁啾對光譜的展寬不再有影響。從時頻圖中分析得出，初始啁啾為正的脈沖有益于色散波的產(chǎn)生及產(chǎn)生的超連續(xù)譜更平坦，孤子的