针对孤子串在传输过程中发生周期性碰撞, 导致信息串扰的问题, 提出采用准确度较高的辛普森公式近似地改进对称分步傅里叶变换, 对孤子串的传输特性及传输过程进行数值模拟.实验结果表明, 当初始半间距为2.5时, 对于孤子对、三孤子、四孤子、五孤子和六孤子而言, 只考虑自陡峭效应且自陡峭系数都为0.02时, 或者只考虑自频移效应且自频移系数分别为1、1、3、2、1.5时, 都能有效地减少孤子间的碰撞, 增加孤子碰撞前的独立传输距离, 当同时考虑自陡峭效应和自频移效应时, 自频移效应占主导作用.

利用一段色散位移光纤(DSF)对半导体激光器产生的皮秒啁啾超高斯脉冲的频谱补偿修正，获得了较好的修正结果。适当压缩脉冲频谱可以减小码间干扰，防止频谱因过度展宽而导致 信号脉冲失真，从而在一定程度上有利于超高斯脉冲的稳定传输，提高光纤系统的传输距离。研究时，采用对称分步傅里叶法(SSFM)，数值模拟了初始啁啾为－3， 初始脉宽为10 ps，峰值功率为30 W 的啁啾超高斯脉冲，在DSF中传输时消啁啾的频谱演变过程。模拟结果表明，利用长度为0.5 m的DSF可以最大程度上消除该初始脉冲的“红移”啁啾。

根据超短脉冲在光纤中传输所遵从的高阶非线性薛定谔方程，采用分步傅里叶方法模拟了超高斯型超短脉冲在光纤中的传输演化.在零色散区对损耗、高阶色散、高阶非线性、啁啾等因素对光脉冲传输的影响进行分析并得出了一些结论：损耗对传输脉冲的形状影响比较小基本上可以忽略，对脉冲的幅度影响比较大.一阶孤子传输一段距离后稳定时的幅度和脉宽在传输时基本不变，是进行光孤子通信的理想载体，而高阶孤子在开始传输和传输过程中的幅度和脉宽变化较大.当这些因素共同作用时，对脉冲的传输特性有较大的影响.但通过合理的选择各个影响因素的参量，能得到一个比较适于信息传输的高阶孤子脉冲.这对通过提高入射光脉冲功率使光脉冲在光纤中形成高阶孤子来提高两光中继器之间的中继距离的研究有一定的参考意义.

从光孤子传输所满足的非线性薛定谔方程出发,通过对方程中参数的分析和选择,对影响孤子传输的各种因素采用单独分析和综合分析对比方法得到了两个新的结论:(1)二阶色散参数在不太大的范围内变化只会影响脉冲的幅值,对脉冲形状影响不大,而输入脉冲的啁啾则是使脉冲发生畸变的主要原因;(2)在啁啾、三阶色散和五阶非线性同时存在的情况下,它们对脉冲都会产生很大的影响,且存在相互影响和制约关系,三者在某一参数值附近,对脉冲却存在着增益效应和“整容”作用。针对分析结果从理论上提出了改进光孤子传输特性的解决方案,这对光孤子通信的实践过程是有一定实际意义的。

采用对称分步傅里叶方法数值模拟了飞秒光脉冲在光子晶体光纤反常色散区的非线性 传输和压缩过程。计算和分析了 不同泵浦波长对光子晶体光纤中超短脉冲传输和压缩的影响,结果表明,在相同初始峰值功率条件下,泵浦波长为 1000 nm的脉冲可以获得更大的压缩因子、峰值功率和更短的最佳光纤长度,并且随着初始峰值功率的增大,其压缩因子和峰值功率 增大,最佳光纤长度减小。合理选择泵浦波长和初始峰值功率,可以实现飞秒脉冲在光子晶体光纤中的有效压缩。

从光孤子传输所满足的非线性薛定谔方程出发，采用单独分析和综合分析对比,分析了影响高斯脉冲传输的色散、非线性等因素,结果表明：二阶色散参量只会影响脉冲的幅值，对脉冲形状影响不大，而输入脉冲的啁啾则是使脉冲发生形变的主要原因；在啁啾、三阶色散和五阶非线性的共同作用下，它们对脉冲都会产生较大的影响，且存在相互影响和制约作用，在某一临界值，对脉冲存在着较高的压缩增益效应和“整形”作用.从理论上提出了改善高斯光脉冲在光纤中传输特性的解决方案，这对光纤孤子通信的实践过程具有一定的理论借鉴意义.

为了研究孤子脉冲经掺铒光纤放大器演变后的啁啾特性，采用了对称分步傅里叶的数值方法，对孤子脉冲在不同增益条件下的演变和线性啁啾特性进行了数值仿真。 数值计算的结果表明:当满足增益系数μ远大于1时，基孤子脉冲在放大器中传输能够获得很好的线性啁啾，且发现脉冲的啁啾特性受选取的放大器长度参量的影响; 啁啾越明显的脉冲，线性啁啾所占的区域越窄。进一步讨论了一般孤子脉冲演变后的啁啾特性，发现初始啁啾系数和孤子阶数对脉冲获得的线性啁啾均有很大影响， 初始正啁啾系数和高孤子阶数均能 增强输出脉冲的线性啁啾特性。利用孤子脉冲在掺铒光纤放大器中传输的非线性效应能够获得良好的线性啁啾，这对实现高质量的脉冲压缩是很有帮助的。