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《湖北师范大学》 2018年
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高斯脉冲的若干非线性特性研究

黄峻堃  
【摘要】:在非线性科学中,孤子是指一种在传播过程中形状、幅度和速度都维持不变的脉冲状行波,是色散/衍射和非线性共同作用的结果。从数学上看,它是某些非线性偏微分方程的一类稳定的、能量有限的不弥散解,一般具有sech或tanh函数形式,即脉冲形式。因此广义上高斯脉冲也可视为一种孤子。我们从脉冲在非线性介质中传输所满足的控制方程——非线性薛定谔方程入手,应用分布傅里叶法和变分法等,探讨了五阶非线性、自频移、非线性色散、外加势等对高斯脉冲传输的影响,获得了一些研究成果。1.考查了含三阶和五阶阶非线性的非线性薛定谔方程,使用试探法得到了高斯型孤子解,并应分布傅里叶法对孤子的稳定性进行分析。结果表明,当三阶和五阶非线性强度响应函数为特殊的指数形式时,在一定距离内高斯脉冲可以保形传输,其转播距离随着传播常数的增大而增大。2.研究了脉冲内Raman散射引起的自频移和Kerr色散对高斯脉冲传输的影响。应用变分法得到了高斯脉冲各参量的演化方程,详细分析了他们之间的关系,如振幅与脉宽、啁啾与脉宽的约束关系以及脉宽随传播距离演化关系。自频移和Kerr色散满足一定条件的情况下,脉冲中心频率不发生抖动,从而在一定距离内以呼吸子形式稳定传播。3.探讨了五阶非线性和Kerr色散对高斯脉冲传输的影响。结果表明,三阶和五阶非线性以及Kerr色散对高斯型脉冲的各个参数均有影响。在考查Kerr色散对脉宽影响时发现,不论是否存在Kerr色散,脉冲都能在一定距离内以呼吸子形式稳定传播,但当Kerr色散增强时会导致脉冲的强度变化增大,波峰变尖。4.研究了外加常数势和周期势条件下高斯脉冲在非线性介质中的传输行为。我们发现外加势的振幅和周期均影响脉冲的传输。不加外加势或外加常数势时,脉冲在传输过程中脉宽越来越宽,强度越来越小,而且随外加势的增大,这一趋势会更加显著;外加余弦周期势时,传输过程中脉冲的宽度和强度呈现周期性变化,最大的强度随传输距离有所增加。脉冲变化的周期不仅与外加势的周期有关,也与它的振幅有关。随外加势的振幅和周期的增大,脉冲变化的周期会减小。
【学位授予单位】:湖北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:O437

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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2 程旭东;吴海信;王振友;倪友保;黄昌保;肖瑞春;;红外非线性晶体Na_2Ge_2Se_5非线性变频模拟计算[J];量子电子学报;2015年02期
3 于宇;贾维国;闫青;门克内木乐;张俊萍;;拉曼散射与自陡峭效应对皮秒孤子传输特性的影响[J];物理学报;2015年05期
4 程旭东;吴海信;倪友保;王振友;黄昌保;肖瑞春;;非线性光学晶体材料GaSe激光参数的模拟计算[J];量子电子学报;2015年01期
5 陈顺芳;徐四六;;非局域非线性介质中奇异空间光孤子传输特性研究[J];量子电子学报;2014年02期
6 贾维国;乔丽荣;王旭颖;门克内木乐;杨军;张俊萍;;拉曼效应和参量放大共同作用下增益谱特性[J];物理学报;2012年19期
7 贾维国;乔丽荣;王旭颖;杨军;张俊萍;门克内木乐;;双折射光纤中拉曼效应对参量放大增益谱的影响[J];物理学报;2012年09期
8 高洁;房丽敏;李华刚;;横向非周期性调制Kerr介质中的空间光孤子[J];量子电子学报;2012年02期
9 王旭颖;贾维国;尹建全;通拉嘎;门克内木乐;杨军;张俊萍;;光子晶体光纤中的参变放大与拉曼散射[J];光学学报;2011年06期
10 甘桂蓉;罗开基;;用变分法研究高阶色散和五阶非线性对高斯脉冲在光纤中传输特性的影响[J];光学学报;2008年06期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 闫青;乔丽荣;于宇;;拉曼增益对高双折射光纤中孤子俘获的影响[J];光学技术;2015年06期
2 张思远;贾维国;王玉平;王美洁;门克内木乐;;拉曼效应对低双折射光纤的偏振态演化分析[J];原子与分子物理学报;2015年05期
3 闫青;贾维国;于宇;张俊萍;门克内木乐;;拉曼增益对高双折射光纤中暗孤子俘获的影响[J];物理学报;2015年18期
4 徐丹;萨茹拉;;光纤损耗对孤子系统传输的影响[J];物理通报;2015年09期
5 张思远;贾维国;王玉平;王美洁;乔海龙;;拉曼效应对低双折射光纤偏振态的影响[J];原子与分子物理学报;2015年03期
6 王艳;郝瑞宇;;空间光孤子在具有双势垒调制克尔介质中的传播[J];量子电子学报;2015年03期
7 刘宝林;贾维国;乔海龙;王旭东;门克内木乐;杨军;张俊萍;;各向同性光纤中拉曼增益对光脉冲自陡峭的影响[J];原子与分子物理学报;2015年01期
8 王美洁;贾维国;张思远;门克内木乐;杨军;张俊萍;;低双折射光纤中拉曼增益对光偏振态的影响[J];物理学报;2015年03期
9 刘宝林;贾维国;王玉平;乔海龙;王旭东;门克内木乐;;色散条件下各向同性光纤中拉曼增益对光脉冲自陡峭的影响[J];物理学报;2014年21期
10 王旭东;贾维国;乔海龙;刘宝林;门克内木乐;杨军;张俊萍;;色散缓变掺铒光纤放大器的调制不稳定性[J];原子与分子物理学报;2014年05期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘宝林;贾维国;王玉平;乔海龙;王旭东;门克内木乐;;色散条件下各向同性光纤中拉曼增益对光脉冲自陡峭的影响[J];物理学报;2014年21期
2 乔海龙;贾维国;刘宝林;王旭东;门克内木乐;杨军;张俊萍;;拉曼增益对孤子传输特性的影响[J];物理学报;2013年10期
3 靳海芹;易林;蔡泽彬;;二维谐振子调制势中光束传输特性研究[J];量子电子学报;2013年03期
4 贾维国;乔丽荣;王旭颖;杨军;张俊萍;门克内木乐;;双折射光纤中拉曼效应对参量放大增益谱的影响[J];物理学报;2012年09期
5 高洁;房丽敏;李华刚;;横向非周期性调制Kerr介质中的空间光孤子[J];量子电子学报;2012年02期
6 王旭颖;贾维国;尹建全;通拉嘎;门克内木乐;杨军;张俊萍;;光子晶体光纤中的参变放大与拉曼散射[J];光学学报;2011年06期
7 齐跃峰;毕卫红;刘燕燕;王洋;;光子晶体光纤布拉格光栅传输谱特性研究[J];光学学报;2010年04期
8 王彦斌;侯静;梁冬明;陆启生;陈子伦;李霄;刘诗尧;袁立国;;光子晶体光纤正常色散区超连续谱产生的研究[J];中国激光;2010年04期
9 徐四六;刘会平;易林;;强非局域非线性介质中的二维库墨-高斯孤子簇[J];物理学报;2010年02期
10 贾维国;周严勇;韩永明;包红梅;扬盛际;;光子晶体光纤耦合器中的标量调制不稳定性[J];物理学报;2009年09期
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8 袁伟良;梁昌洪;;FDTD求解平面波照射下的导体散射问题[A];1997年全国微波会议论文集(下册)[C];1997年
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1 黄峻堃;高斯脉冲的若干非线性特性研究[D];湖北师范大学;2018年
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7 石越;高幅度窄脉冲源的设计与研制[D];电子科技大学;2009年
8 张菁;超短光脉冲某些基本问题的研究[D];四川大学;2003年
9 徐益辉;分层介质中的频域场和时域场[D];浙江大学;2008年
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