飞秒光孤波间相互作用的数值研究

【摘要】： 本文首先介绍了描述光脉冲(皮秒)在光纤中传输的基本方程——非线性薛定谔方程以及描述飞秒光脉冲的高阶非线性薛定谔方程，在较系统地总结了前人研究成果的基础上，我们采用数值模拟的方法，进一步研究了飞秒暗孤子间相互作用的情况，获得了一些有益的结果。这为增大光孤子通信系统的容量，提高通信速率提供了理论依据。 数值研究的结果表明：飞秒亮孤子间的相互作用不同于皮秒亮孤子，后者表现为周期性的离合，而前者在经过第一次吸引碰撞后便相互排斥离去，不具有周期性；飞秒暗孤子间的相互作用与皮秒暗孤子基本相同，它们比亮孤子更加稳定，只有微小的排斥作用，同样也不具有周期性。同时，数值计算表明，飞秒暗孤子间的相互作用在一定范围内仍可利用皮秒尺度下暗孤子间相互作用的经验公式。但我们又发现，两孤子的初始间距越小，由经验公式计算的结果与数值计算结果的差距也越大。数值模拟的结果还表明，选择合适的振幅比对于抑制亮孤子间的相互作用有较好的效果。最后，我们介绍了源啁啾对飞秒亮孤子相互作用的影响，同时也考察了源啁啾对飞秒暗孤子相互作用的影响，结果表明，源啁啾会增大飞秒亮孤子间的相互作用，而对于飞秒暗孤子，其影响则相当剧烈。