光子晶體光纖中啁啾對(duì)孤子俘獲效應(yīng)影響的研究.pdf

1、光子晶體光纖相比傳統(tǒng)的光纖有著其優(yōu)越的性質(zhì)，比如單模特性、高度色散可調(diào)的特性、高非線性等特性，在非線性光纖光學(xué)等一些領(lǐng)域的研究產(chǎn)生了重要的意義。色散波的產(chǎn)生是指在非線性介質(zhì)中入射的高階孤子傳輸時(shí)受到高階色散以及非線性效應(yīng)的微擾而向外輻射出能量的一種現(xiàn)象，它的產(chǎn)生是一個(gè)非常復(fù)雜的非線性問題，是光纖中超連續(xù)譜產(chǎn)生的物理機(jī)制之一。無論是在科學(xué)研究或是在實(shí)際工程中都有著廣泛的應(yīng)用。本文通過求解廣義非線性薛定諤方程，對(duì)雙零波長光子晶體光纖中的孤子

2、捕獲色散波現(xiàn)象及超連續(xù)譜產(chǎn)生進(jìn)行了研究，研究了自陡對(duì)雙零色散波長的光子晶體光纖中色散波產(chǎn)生的影響，同時(shí)研究了啁啾對(duì)色散波產(chǎn)生以及孤子與色散波間共同作用的時(shí)頻特性的影響，主要的研究內(nèi)容如下：
　　第一，基于光脈沖信號(hào)在光纖中傳輸?shù)姆蔷€性薛定諤方程，采用分步傅立葉方法研究了雙零色散點(diǎn)光子晶體光纖中自陡對(duì)色散波產(chǎn)生及啁啾對(duì)孤子俘獲色散波的影響。由于它們受到諸多因素之間的相互影響，本文采用了一種數(shù)值計(jì)算方法分析色散波的產(chǎn)生。另外，采用窗口

3、傅立葉變化模擬實(shí)現(xiàn)了交叉相關(guān)頻率分辨光學(xué)開關(guān)技術(shù)，分析了自陡對(duì)色散波及啁啾對(duì)孤子俘獲色散波的影響。首先，數(shù)值分析了光纖中自陡對(duì)色散波的影響，通過研究得出的結(jié)果是：色散波產(chǎn)生的機(jī)理不同，自陡對(duì)紅移和藍(lán)移色散波的影響就會(huì)不同。當(dāng)考慮自陡時(shí)，紅移色散波的強(qiáng)度會(huì)受到明顯的影響，而對(duì)藍(lán)移色散波的強(qiáng)度影響卻比較小。
　　第二，用分步傅里葉方法研究了初始啁啾對(duì)光子晶體光纖中孤子俘獲色散波的影響。首先，分析了不同初始啁啾脈沖在時(shí)域上的演化特征，研

4、究發(fā)現(xiàn)初始啁啾為正的脈沖與初始啁啾為零或者負(fù)的脈沖相比，高階孤子分裂和進(jìn)入飽和階段所需的傳輸距離更短。根據(jù)傳輸距離演化，脈沖的演化可以分為三個(gè)階段：初始展寬階段、劇烈展寬階段和飽和展寬階段。通過研究發(fā)現(xiàn)，是否有初始啁啾對(duì)各個(gè)展寬階段的演化有著一定的區(qū)別，啁啾對(duì)初始展寬以及劇烈展寬兩個(gè)階段的光譜影響較為明顯。但是在飽和階段時(shí)，啁啾對(duì)光譜的展寬不再有影響。從時(shí)頻圖中分析得出，初始啁啾為正的脈沖有益于色散波的產(chǎn)生及產(chǎn)生的超連續(xù)譜更平坦，孤子的