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色散补偿光纤中振幅对双孤子相互作用及传输的影响

2021-03-29靳海芹陶军晖杨顺风郝胜男龚小宇

湖北第二师范学院学报 2021年2期

靳海芹,陶军晖,李 杰,杨顺风,郝胜男,张 科,龚小宇

(湖北第二师范学院 物理与机电工程学院 ,武汉 430205)

孤子,又称孤立波,是一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波,是一种特殊形式的超短脉冲,利用光孤子特性可以实现超长距离、超大容量的光通信,光孤子在全光控制、全光网络及量子测量方面也有广泛的应用前景。光孤子进行非简谐运动,极化形成电偶极子,其极化强度对光场强度存在一定的非线性依赖关系。激光器输出功率较低时,极化强度较弱,非线性效应的影响较小,而随着激光器的输出功率不断加大,光脉冲不断变窄,电偶极子的极化强度就不断加大,非线性效应的作用就变得明显起来。而色散补偿光纤的出现不仅克服了非线性效应,还克服了光纤中的色散。 色散补偿光纤[1]是一种具有较大负色散系数和负色散斜率的特殊光纤,色散补偿技术[2][3]的概念可用薛定谔方程中的脉冲传输方程来理解。关于脉冲传输方程的求解问题,大体上可分为解析解法和数值解法两类,本文主要运用对称分布傅里叶方法[4],从数值模拟的角度来初步探讨在色散补充光纤中孤子对在不同振幅调制下的相互作用及传输特性。这将为后续进一步研究各调制参数对双孤子相互作用及多孤子相互作用[5][6]及传输特性的影响提供一定的理论及数值参考。

1 理论模型

光孤子的形成缘于自相位调制和群速度色散的……

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