高階非線性效應對三類有限背景解傳輸特性的影響.pdf

1、近幾年來，在物理學上，非線性薛定諤方程(NLSE)有限背景上的孤子解的重要性已經(jīng)得到了普遍肯定，尤其是在非線性光學領域。由于有限背景波上的呼吸子解具有極大的振幅，與海洋怪波的特征非常相似，因此被用于研究海洋怪波形成的物理機制而引起廣泛地關注。這些解主要包括Akhmediev breather(AB)，Kuznetsov Ma soilton(KMS)和Peregrine soliton(PS)。由于這些特殊的性質(zhì)，通常認為PS是怪波的獨

2、特原型，已經(jīng)被廣泛應用于超連續(xù)譜的產(chǎn)生以及穩(wěn)定傳輸?shù)母吖β拭}沖或脈沖串的獲取上。最近在水波槽實驗和光學光纖系統(tǒng)中再現(xiàn)了PS，在等離子體實驗中也證實了PS的存在。由于AB解和KMS符合有限背景上的大振幅波的條件，因此也可以看作是怪波的模型。
　　綜上所述，在前人的研究基礎上，以含有三階色散和高階非線性效應（拉曼增益，自陡峭效應和自頻移效應等）的修正的自聚焦非線性薛定諤方程為理論模型，給出三種有限背景解的精確形式及基本特性;在不考慮光

3、纖損耗的情況下，采用對稱分步傅里葉算法(FFT)，利用MATLAB仿真軟件，數(shù)值模擬了三階色散和各高階非線性效應分別對PS、AB解和KMS三類有限波背景解傳輸特性和穩(wěn)定性的影響，并通過它們的時域傳輸圖和頻譜演化圖的對比尋找到脈沖峰值的變化規(guī)律，得出結論。模擬結果表明:這些三階色散和高階非線性效應主要會使PS、AB解和KMS在時間方向上發(fā)生分裂，且高階非線性系數(shù)越大，分裂速度越快;還會使三種解在空間傳輸距離方向上的脈沖峰值功率增大，相鄰兩