暨南大学光子技术研究院广东省光纤传感与通信技术重点实验室, 广东 广州 510632
信号在光纤中的传输受到克尔非线性损伤的影响,产生非线性的频谱展宽效应,导致信息泄漏到带外、接收端的带内信息不完整。传统的非线性补偿方法通过反转信道传输函数在接收端对信号进行处理,效果不理想。针对该问题,首先,通过优化算法寻找在数字反向信道传输时可利用克尔非线性将原始信号压缩至另一奈奎斯特带宽的带外伴随信号;然后,将压缩后的奈奎斯特信号在发射端发送;最后,在接收端通过奈奎斯特滤波恢复原始信号。仿真结果表明,本算法在带限系统中的性能优于反向传输方法,在长度为800 km的标准单模光纤中的误差向量幅度增益为3.17 dB。
信号处理 非线性克尔效应 非线性薛定谔方程 频谱压缩 激光与光电子学进展
2020, 57(23): 230601
北京交通大学光波技术研究所全光网络与现代通信网教育部重点实验室, 北京 100044
以2 μm掺铥锁模光纤激光器的理论模型,以及非线性薛定谔方程(NLSE)为依据,分析了激光器内自相似脉冲的演化条件,并输出了峰值功率约为22.66 W的自相似脉冲,同时研究了腔内净色散、色散补偿光纤长度和增益系数等参量对自相似脉冲的影响。结果表明,随着腔内净色散和色散补偿光纤长度的增加,脉冲宽度随之增加,单脉冲能量随之降低,而小信号增益系数的增加会使脉冲宽度和单脉冲能量均随之增加。
激光器 光纤光学 掺铥锁模光纤激光器 自相似脉冲 非线性薛定谔方程 激光与光电子学进展
2020, 57(9): 091401
1 江苏科技大学理学院, 江苏 镇江 212003
2 江苏科技大学材料科学与工程学院, 江苏 镇江 212003
研究了具有2n+1次非线性的薛定谔方程暗孤子特性。首先,给出了静态暗孤子解的统一解析表达式,发现静态暗孤子的宽度随非线性幂次的增大而减小,其深度保持不变。其次,研究了运动暗孤子的演化行为,给出了运动暗孤子波函数随空间和时间变化的普适表达式,发现对于给定的暗孤子运动速度,孤子的密度和相移都随非线性幂次的增加而减小。研究结果表明,对于给定的非线性多方指数,运动暗孤子的能量随运动速度的增加而减小。最后,通过数值模拟验证了所得解析结果。
量子光学 孤子 非线性薛定谔方程 相位
太原理工大学物理与光电工程学院, 山西 太原030600
基于简化的光纤激光器模型,采用分步傅里叶方法,数值研究亮暗孤子对在光纤激光器中的传输特性。研究结果表明,在光纤激光器中,亮暗孤子对是否稳定存在与群速度色散有关,亮暗孤子对在零色散区可以保持波形不变的稳定传输。同时亮暗孤子对受光纤激光器的小信号增益系数、饱和能量、初始脉宽、偏振角度等因素的影响。小信号增益系数越大,饱和能量越大,则亮暗孤子对的峰值强度越大,脉宽越窄。当峰值强度增加到一定程度,亮暗孤子对发生分裂。偏振控制器可以控制亮暗孤子对的输出。本研究结果可为光纤激光器中亮暗孤子对信号源的产生研究提供一定的理论依据。
非线性光学 亮暗孤子对 光纤激光器 非线性薛定谔方程
内蒙古工业大学理学院, 内蒙古 呼和浩特 010051
近年来，用光孤子传输信息的光纤通信系统在长距离、大容量传输方面凸显了自身的优势，必将在新一代通信技术与商用上发挥巨大的作用。光孤子在光纤中的传输满足非线性薛定谔方程。从寻求行波变换、求解过程和解的物理意义等方面，对于求解非线性薛定谔方程常用的三种求解方法即 Jacobi椭圆函数展开法、三角函数假设法和试探函数法进行了分析整理及优劣比较，并引入了新近提出的 (G′/G)展开法。计算表明， (G′/G)展开法在行波变换和计算过程都相对其他三种方法简单，且得到的解也较为丰富，因此，该展开法在非线性薛定谔方程及相关方程的求解中具有广阔的应用前景。
光纤光学 Jacobi椭圆函数展开法 三角函数假设法 试探函数法 (G′/G)展开法 非线性薛定谔方程 激光与光电子学进展
2014, 51(4): 040604
1 中北大学数学系,山西 太原 030051
2 中北大学软件学院,山西 太原 030051
3 大连理工大学数学科学学院,辽宁 大连 116024
基于Lamé方程和新的Lamé函数,应用摄动方法和Jacobi椭圆函数展开法求解了 立方非线性薛定谔方程, 获得多种新的多级准确解。这些解对应着不同形式的包络周期解。这些解在极限条件下可以退化为各种形式的包络孤波解。 这表明利用Jacobi椭圆函数和Lamé方程,在符号计算的帮助下,可获得若干非线性发展方程的多级渐进周期解。
非线性方程 多级包络周期解 摄动方法 Lamé方程 Jacobi椭圆函数 立方非线性薛定谔方程 nonlinear equation multi-order envelope periodic solutions perturbation method Lamé equation Jacobi elliptic function cubic nonlinear Schr?dinger equation
1 江西医学院上饶分院,江西 上饶 334001
2 上饶师范学院物理与电子信息系, 江西 上饶 334001
为了研究在光纤中光孤子的传输特性,将三阶非线性视为微扰作用,由修正的非线性Schr?dinger方程(MNLS)寻求类明孤子的尝试解, 采用变分法求得拉格朗日密度函数表达式,在此基础上推出了类明孤子的脉冲参数随传输距离的演化方程组。 分析讨论了微扰的直接作用和微扰通过a、b、ω、ξ产生的间接作用,用 Matlab 软件作出图像给出参数|b|随a变 化、ξ随β和Z变化、ω随β和Z变化、a随b和Z变化等情形,直观反映出三阶微小量对类明 孤子传输特性的影响。
非线性光学 修正的非线性Schrodinger方程 变分法 三阶非线性 类明孤子 nonlinear optics modified nonlinear Schr?dinger equation (MNLS) calculus of variations third-order nonlinear bright soliton-like
1 广东工业大学实验教学部, 广东 广州 510006
2 广东工业大学信息工程学院,广东 广州 510006
从非线性薛定谔(NLS)方程出发，用数值方法研究了在自相似脉冲压缩技术中反常色散补偿光纤的群速度色散(GVD)参量和非线性参量对脉冲压缩效应的影响。 结果表明，补偿光纤的GVD参量对压缩因子和脉冲峰值功率的影响是周期性的，随着GVD参量数值的增大，脉冲能量按集中-分散-集中的规律周期性变化，且变化 周期逐渐增大，一周期内的能量转移加剧;每次能量集中时，脉宽接近压缩极限。最佳光纤长度随着GVD参量数值的增加而下降，但不受非线性参量的影响。 另一方面，非线性参量的增大会降低压缩因子，不利于脉冲压缩。通过优化选择补偿光纤参数，能够接近脉宽压缩极限，提高脉冲压缩质量。
非线性光学 自相似脉冲压缩 非线性薛定谔方程 补偿光纤 色散渐减光纤 常数色散光纤 nonlinear optics self-similar pulse compression nonlinear Schr?dinger equation compensative fiber dispersion decreasing fiber constant dispersion fiber
