高階非線性效應(yīng)對(duì)三類有限背景解傳輸特性的影響.pdf

1、近幾年來，在物理學(xué)上，非線性薛定諤方程(NLSE)有限背景上的孤子解的重要性已經(jīng)得到了普遍肯定，尤其是在非線性光學(xué)領(lǐng)域。由于有限背景波上的呼吸子解具有極大的振幅，與海洋怪波的特征非常相似，因此被用于研究海洋怪波形成的物理機(jī)制而引起廣泛地關(guān)注。這些解主要包括Akhmediev breather(AB)，Kuznetsov Ma soilton(KMS)和Peregrine soliton(PS)。由于這些特殊的性質(zhì)，通常認(rèn)為PS是怪波的獨(dú)

2、特原型，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于超連續(xù)譜的產(chǎn)生以及穩(wěn)定傳輸?shù)母吖β拭}沖或脈沖串的獲取上。最近在水波槽實(shí)驗(yàn)和光學(xué)光纖系統(tǒng)中再現(xiàn)了PS，在等離子體實(shí)驗(yàn)中也證實(shí)了PS的存在。由于AB解和KMS符合有限背景上的大振幅波的條件，因此也可以看作是怪波的模型。
　　綜上所述，在前人的研究基礎(chǔ)上，以含有三階色散和高階非線性效應(yīng)（拉曼增益，自陡峭效應(yīng)和自頻移效應(yīng)等）的修正的自聚焦非線性薛定諤方程為理論模型，給出三種有限背景解的精確形式及基本特性;在不考慮光

3、纖損耗的情況下，采用對(duì)稱分步傅里葉算法(FFT)，利用MATLAB仿真軟件，數(shù)值模擬了三階色散和各高階非線性效應(yīng)分別對(duì)PS、AB解和KMS三類有限波背景解傳輸特性和穩(wěn)定性的影響，并通過它們的時(shí)域傳輸圖和頻譜演化圖的對(duì)比尋找到脈沖峰值的變化規(guī)律，得出結(jié)論。模擬結(jié)果表明:這些三階色散和高階非線性效應(yīng)主要會(huì)使PS、AB解和KMS在時(shí)間方向上發(fā)生分裂，且高階非線性系數(shù)越大，分裂速度越快;還會(huì)使三種解在空間傳輸距離方向上的脈沖峰值功率增大，相鄰兩