光脈沖在光纖中傳輸特性的理論研究.pdf

1、該文從解析的角度出發(fā),同時借助各種微擾理論和數(shù)值分析方法,分別研究描述皮秒光脈沖傳輸?shù)姆蔷€性薛定諤方程、飛秒光脈沖傳輸?shù)母唠A非線性薛定諤方程、非均勻光纖中光脈沖傳輸?shù)暮蓄l率啁啾和增益/損耗項的非線性薛定諤方程以及描述超短光脈沖傳輸?shù)腉inzberg-Landau方程的解的特性,為進一步實現(xiàn)超高速、大容量的光信息傳輸提供一定的理論依據(jù).該文的主要內容如下:(1)利用直接擾動方法對周期放大系統(tǒng)進行了理論分析,給出孤子周期放大系統(tǒng)的絕熱近似

2、解和一級修正解的積分表達式,結果分析表明孤子在放大過程中一部分能量以色散波的形式流失,而這一色散波主要由孤子周期放大系統(tǒng)的一級修正解來刻畫.(2)在Hirota條件下,利用逆散射方法給出飛秒暗孤子解的表達形式,從中得到飛秒暗孤子間無相互作用的傳輸條件,并通過數(shù)值分析方法討論飛秒暗孤子的穩(wěn)定性.同時,利用擬解法給出更一般條件下高階非線性薛定諤方程的暗孤波解,這一結果削弱了Hirota條件對光纖參數(shù)的限制,提高了飛秒暗孤波在實驗中得到驗證的

3、可能性.另外,利用數(shù)值分析方法詳細研究飛秒暗孤子的彈性相互作用和分離演化行為.(3)對描述光脈沖在非均勻光纖中傳輸?shù)暮l率啁啾和增益/損耗項的非線性薛定諤方程進行研究,通過Darboux變換獲得該方程的孤子解,并討論相關的性質.具體研究如下三個方面的內容:周期分布放大系統(tǒng)中孤子的傳輸特性和相互作用;在非零邊界條件下孤子解的存在形式并解釋非均勻光纖中光脈沖的調制不穩(wěn)定性以及孤子在連續(xù)波背景中的傳輸特性;討論多個光場同時在光纖中傳輸?shù)鸟詈戏?/p>