高阶效应对光纤系统中孤子和艾里脉冲传输特性影响的数值研究

发布时间：2019-09-20 05:44

【摘要】：以变系数耦合高阶非线性薛定谔方程为理论模型,采用分步傅里叶方法,讨论了孤子和艾里脉冲在光纤中的传输特性。研究表明三阶色散、自频移和自陡峭效应导致孤子和艾里脉冲所分离出的俘获孤子的中心位置发生偏移,且三阶色散会影响俘获孤子的强度,并讨论了两脉冲的中心位置及强度对艾里脉冲截断系数的依赖关系。
【图文】：

Ｆｉｇ．１ＴｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＳｏｌｉｔｏｎａｎｄＡｉｒｙｐｕｌｓｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＴｈｉｒｄ－ｏｒｄｅｒｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆ（ａ１）（ｂ１）ｂ３ｕ＝ｂ３ｖ＝－０．０２．（ａ２）（ｂ２）ｂ３ｕ＝ｂ３ｖ＝０．（ａ３）（ｂ３）ｂ３ｕ＝ｂ３ｖ＝０．０２．图１不同的三阶色散影响下孤子和艾里脉冲的传输演化图：（ａ１）（ｂ１）ｂ３ｕ＝ｂ３ｖ＝－０．０２；（ａ２）（ｂ２）ｂ３ｕ＝ｂ３ｖ＝０；（ａ３）（ｂ３）ｂ３ｕ＝ｂ３ｖ＝０．０２。Ｆｉｇ．２ＴｈｅｗａｖｅｆｏｒｍｓｏｆｔｈｅｔｒａｐｐｅｄｓｏｌｉｔｏｎｉｓｏｌａｔｅｄｆｒｏｍＡｉｒｙｐｕｌｓｅａｔｚ＝５０ａｎｄｔｈｅｓａｍｅａｍｐｌｉｔｕｄｅｓｏｌｉｔｏｎ．图２ｚ＝５０时从艾里脉冲分离出的俘获孤子与相同幅度的孤子的波形图为了更清楚的分析三阶色散对脉冲传输的影响，我们对传输距离为５０个色散长度时，不同的三阶色散条件下脉冲的波形进行了研究，如图３所示，图（ａ）为不同ＴＯＤ条件下孤子的波形，能看到随着三阶色散系数的增加，孤子的中心位置向脉冲的后沿移动；图（ｂ）为不同ＴＯＤ条件下俘获孤子的波形，，俘获孤子的中心位置随着三阶色散系数的增加向脉冲的后沿移动，并且可以看出在不同的三阶色散系数下，当传输距离ｚ＝５０时俘获孤子的强度变化比较明显。这可以理解为，三阶色散会影响脉冲的传输特性，ｂ３ｕ，ｂ３ｖ＜０（ｂ３ｕ，ｂ３ｖ＞０）脉冲会分别向其前（后）沿移动。从（ｂ）图中可以看出三阶色

ｉｆｆｅｒｅｎｔＳｅｌｆ－ｓｔｅｅｐｅｎｉｎｇｅｆｆｅｃｔａｔｚ＝５０．图５ｚ＝５０时不同的自陡峭效应下孤子和艾里脉冲的波形图Ｆｉｇ．６ＴｈｅｅｖｏｌｕｔｉｏｎｏｆＳｏｌｉｔｏｎａｎｄＡｉｒｙｐｕｌｓｅｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔＳｅｌｆ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｓｈｉｆｔｅｆｆｅｃｔｗｉｔｈｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆ：：（ａ１）（ｂ１）μ２ｕ＝μ２ｖ＝－０．０１．（ａ２）（ｂ２）μ２ｕ＝μ２ｖ＝０．（ａ３）（ｂ３）μ２ｕ＝μ２ｖ＝０．０１．图６不同的自频移效应下孤子和艾里脉冲的传输演化图：（ａ１）（ｂ１）μ２ｕ＝μ２ｖ＝－０．０１；（ａ２）（ｂ２）μ２ｕ＝μ２ｖ＝０；（ａ３）（ｂ３）μ２ｕ＝μ２ｖ＝０．０１．·１５５张露等·高阶效应对光纤系统中孤子和艾里脉冲传输特性影响的数值研究
【作者单位】： 山西大学物理电子工程学院;
【分类号】：O437

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本文编号：2538583