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光纤中高阶微扰对基黑孤子传输特性的影响

张季  
【摘要】: 光孤子通信是一种全新的非线性通信技术,是下一代很有发展前途的通信方式。本文首先综述了光纤孤子通信的发展和研究概况,接着较详细地介绍了光孤子传输的基础理论和光孤子传输方程的微扰理论,然后从描述光孤子传输的含修正项的非线性薛定谔方程(MNLSE)出发,采用变分法,导出了无微扰、小损耗微扰、高阶色散微扰、五阶非线性微扰等四种不同情况下基黑孤子脉冲参数(振幅v、脉宽η、频率μ、中心位置ξ、相位δ)随传输距离Z的演化方程组及其解析解,在此基础上讨论了有关微扰对孤子参数随传输距离Z的演化特性的影响。 本文得到以下主要结论: (1)小损耗微扰只影响基黑孤子相位的演化方程,它导致孤子峰值功率的衰减。 (2)高阶色散微扰对孤子的作用,使得孤子脉宽比不存在修正项时加大,但振幅大小、频率、脉宽不随传输距离变化。 (3)五阶非线性微扰对孤子的作用,使得孤子脉宽比不存在修正项时有所压缩,但振幅大小、频率、脉宽不随传输距离变化。 从本文的分析结果中可以看到高阶微扰对基黑孤子作用情况下,振幅、频率、脉宽不随传输距离变化,因此基黑孤子能够保形传输。这不同于明孤子的情况,后者在传输过程中脉冲振幅、频率、脉宽等参数是随传输距离变化的。可见,与明孤子相比,基黑孤子具有更强的抗扰动能力,传输时具有更好的稳定性。


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