山西大学物理电子工程学院， 山西 太原 030006
以变系数五次金兹堡-朗道方程为理论模型，在考虑和忽略五阶非线性克尔效应情况下，分别得到了精确的孤子解和耗散孤子解。数值模拟结果表明，这两类孤子解脉冲在非均匀光纤中都能以光孤子的形式传输。另外，考虑五阶非线性克尔效应时，分析了有微扰时光孤子的传输稳定性和双超短光脉冲相互作用。
光纤光学 非均匀光纤系统 五阶非线性克尔效应 五次金兹堡-朗道方程 光孤子
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
以变系数高阶非线性薛定谔方程为理论模型,对光脉冲在具有五阶非线性克尔效应光纤放大器中的传输特性进行了研究.在加入振幅微扰、相位扰动、噪声微扰的情况下,数值模拟了亮孤波、灰孤波和黑孤波在光纤系统中的传输稳定性,并且讨论了孤子间的相互作用.数值模拟结果表明:在有限的微扰下,三种光脉冲具有良好的传输稳定性.
高阶非线性 薛定谔方程 五阶非线性克尔效应 光纤放大器 higher-order nonlinear Schrdinger equation fifth-order non-Kerr effect fiber amplifier
1 黄淮学院信息工程学院, 河南 驻马店 463000
2 郑州工业应用技术学院 信息工程学院, 河南 新郑 451150
应用多光子非线性Compton散射模型、非线性薛定谔方程及龙格-库塔算法和变分法, 研究了Compton散射对亚皮秒超高斯脉冲在等离子体传输的影响, 给出了该脉冲传输演化的修正方程, 并进行了数值计算, 结果表明: 与Compton散射前相比, Compton散射使脉宽压缩程度和非线性效应增大, 脉冲展宽降低, 非线性增强效应有效地削弱了色散效应; 使脉宽趋于最大和最小时频率抖动, 啁啾不为0; 使超高斯脉冲振幅、啁啾和脉宽随传输距离增大振荡演化加快, 频率和相位呈线性关系的抖动, 脉冲中心位置呈准线性关系; Compton散射对超高斯脉冲保形传输有重要影响。
等离子体 亚皮秒超高斯脉冲 二阶和三阶色散 三阶和五阶非线性效应 变分法 龙格-库塔算法 多光子非线性Compton散射 plasma sub-picosecond super-Gaussian pulse second-order and the third-order dispersion third-order and quasi-nonlinear effect variation method Runge-kutta algorithm multi-photon nonlinear Compton scattering
山西大学物理电子工程学院, 山西 太原 030006
以变系数耦合的非线性薛定谔方程作为双折射光纤中光脉冲传输的理论模型,数值模拟了三种新型的组合孤波:类亮型、类暗型和W型在具有三阶色散、自频移效应、自陡峭效应和五阶非线性效应,以及增益(损耗)效应的双折射光纤中的传输特性。并讨论了在加入噪声扰动、振幅微扰和相位微扰情况下三种新型组合孤波的传输稳定性。结果表明:在有限的干扰情况下,该组合孤波均可稳定传输。
双折射光纤 组合孤波 五阶非线性效应 birefringence fiber the combined solitary wave fifth-order nonlinearity
基于包含五次复系数的高阶Ginzburg-Landau方程为模型，采用分步傅里叶方法数值研究了啁啾类超短脉冲间的相互作用。结果表明：相邻孤子之间的相互作用对五阶非线性效应非常敏感，即使参数改变很小的值，也会改变其传输特性。适当地选择五阶非线性参数值，能够很好地抑制孤子间的相互作用，提高光纤传输的比特率。当相邻孤子的初始间距为6.8，五阶非线性参数值取-0.001时，可以实现2个孤子长距离的保型传输。最后讨论了五阶非线性作用下多孤子之间的相互作用及抑制。
超短脉冲 五阶非线性 相邻相互作用 数值模拟 ultrashort laser pulse quintic nonlinearity adjacent interaction numerical simulation
宜春学院物理科学与工程技术学院, 江西 宜春 336000
从非线性薛定谔方程出发,用变分法得出了描述锐度因子为不同自然数的超高斯脉冲在光 纤色散(二阶和高阶)和非线性(三阶和五阶)作用下传输的微分方程组,用龙格-库塔算法对微分 方程组进行数值求解。结果表明对于给定的较小的光纤色散和非线性系数,都存在特定的三阶和 五阶非线性系数使非线性有效地对高阶和二阶色散给脉冲传输造成的展宽影响加以补偿,此时 超高斯脉冲在光纤以近似保形的状态稳定传输。当色散系数与非线性系数之比太大时脉冲将被无限展宽。
导波与纤维光学 有效补偿 高阶色散 五阶非线性 变分法 龙格-库塔算法 guided wave and fiber optics effective compensation high-order dispersion the quintic nonlinearity variational method Runge-Kutta algorithm
1 华东师范大学信息科学技术学院通信工程系, 上海 200241
2 上海电机学院电子信息学院通信工程系, 上海 200240
推导了同向传播但波长不同的两光波，在三、五阶非线性效应同时作用下、基于超常介质Drude色散模型的耦合非线性薛定谔方程组和交叉相位调制引起的调制不稳定性（XMI）的增益公式，分析了五阶非线性效应对交叉相位调制引起的不稳定增益谱的影响。结果表明，五阶非线性效应加强了调制不稳定性，使增益谱变宽，峰值变大，并且反常群速度色散（GVD）区域调制不稳定性的增益明显大于正常GVD区域。比较了考虑群速度矢配(GVM)与忽略GVM的两种情况，发现GVM对XMI起了重要的作用。当两列光脉冲同时在正折射率区域或在不同的折射率区域传播时XMI最严重。
非线性光学 超常介质 交叉相位调制 调制不稳定性 三、五阶非线性 增益谱
郑州华信学院信息工程系, 河南 新郑 451100
应用多光子非线性Compton散射模型和非线性薛定谔方程, 研究了Compton散射对五阶非线性零色散附近调制不稳定性的影响。将入射光和Compton散射光作为产生调制不稳定性的机制, 分析了光纤损耗、四阶色散和五阶非线性对增益谱的影响。结果表明: 散射下的正或负五阶非线性分别使零色散附近的增益谱宽和峰值比散射前增大得更大或减小得更小；四阶色散使增益谱宽比散射前宽, 对负色散区增益谱的影响强于对正色散区的影响；但对两个区域的影响均不能忽略, 这主要是由于散射使色散和非线性明显增大的缘故。
调制不稳定性 四阶色散 五阶非线性 耦合 多光子非线性Compton散射 modulation instability fourth-order dispersion quintic nonlinearity coupling multi-photon nonlinear Compton scattering
成都信息工程学院 光电技术学院，成都 610225
根据包含五阶非线性的扩展非线性薛定谔方程，数值研究了高斯型连续谱相位扰动而不是传统单色扰动下基于调制不稳定性的高重复率脉冲串产生.结果表明：脉冲串也能像传统情形那样形成，但却呈现出不同的特性.如脉冲数目有限，且各脉冲的高度、强度及间距不等.脉冲数目随传输距离增加而增加.而五阶非线性能使脉冲宽度和间距变小因而有利于高重复率脉冲串产生，负五阶非线性则相反.对脉冲串形成过程中演变啁啾的数值计算表明，啁啾及其随距离的变化都是高度非单调的，五阶非线性将改变啁啾的范围和量值.
五阶非线性 调制不稳定性 脉冲串 Quintic nonlinearity Modulation instability Pulse trains
对五阶非线性效应下三阶孤子间的相互作用进行了数值研究,结果表明:正五阶非线性作用将会导致 三阶孤子对波形进一步恶化。在负五阶非线性作用下,原来的三阶孤子很快发生裂变,三阶孤子对同相位时, 裂变后峰值小的两孤脉冲位于内侧,两个三阶孤子表现出先吸引、碰撞,然后聚合成一个孤脉冲。 三阶孤子对反相位时,裂变后峰值强度小的孤脉冲位于外侧,并且一直保持排斥状态,每个三阶孤子 裂变数目随负五阶非线性参数绝对值的增大而增多。适当选取负五阶非线性参数值,可以有效地抑制三阶孤子间的相互作用。
非线性光学 五阶非线性 三阶孤子对 裂变 相互作用 nonlinear optics quintic nonlinearity third-order soliton pair split interaction
