论文部分内容阅读
本文主要研究光纤中的光孤子的形成和传输问题。主要内容可以分为三部分:
1.研究光纤中光孤子的形成机理及运动规律。光纤的色散效应和非线性效应是形成光孤子的本质原因。光纤中的色散效应会导致光脉冲展宽;而非线性效应会使光在介质中局部出现光能量的会聚,导致光脉冲压缩。在一定的条下,二者的平衡会使光脉冲在光纤中保持性状并稳定传输。光脉冲在光纤中的传输由非线性薛定谔方程来描述,它是可积模型,存在亮孤子或暗孤子解。
2.分析和研究光纤的损耗及光孤子的放大。光孤子在光纤中传输遇到的首要问题是光纤的损耗,主要有材料损耗和散射损耗。由于损耗的存在,导致光脉冲能量的损失,使光孤子的波形降低,甚至无法传输。孤子集总放大系统可以周期地放大能量损失的光脉冲。采用直接微扰法给出集总放大系统的绝热解和一级修正,结果表明在远离共振区域,光孤子的形态基本得以维持。
3.研究和分析色散管理孤子及其传输。色散管理技术是在光纤中采用周期的色散,并通过对周期色散的管理,使其与光纤的损耗相抵消,达到光脉冲在光纤中的无畸传输。色散管理可以有效地减少能量的辐射和频移,保证光脉冲的稳定传输。利用直接微扰法得到了色散管理孤子传输方程的解,并且在要求能量辐射最小的条件下,证明只需要不超过四段不同色散常数的光纤就可以得到最佳的传输效果。