光孤子通信系统中高阶微扰对光脉冲传输特性影响的研究

摘要

光孤子通信是20世纪80年代初期出现的一种新颖的非线性全光长距离通信，是新一代长距离通信的优选方案。光孤子的传输是光孤子通信系统的核心问题，是实现超高速、超长距离全光通信的基础。因此研究光孤子在光纤中的演化过程有着重要的理论意义和应用价值。
　　 本文基于描述光脉冲在光纤中传输规律的非线性薛定谔方程(NLSE)，讨论数值求解高阶修正的非线性薛定谔方程(HNLSE)的方法，研究在不同初始输入和不同的效应时单个光脉冲的传输演化特性，在此基础上提出了在考虑高阶色散效应下双飞秒脉冲传输特性的分析模型，并对此做了理论上的解释。这些研究为提高光孤子通信的质量和容量提供了一定的理论支持。
　　 本文包括三部分。第一部分对光孤子通信的基本概念和影响光孤子通信的因素进行了介绍，并阐述了当前光孤子通信的发展状况。第二部分讨论了经过修正的高阶非线性薛定谔方程和分步傅里叶法，研究高阶效应下时单个光脉冲的传输演化特性，在此基础上建立了双飞秒脉冲的传输分析模型，从该模型四个参数（峰值功率、脉冲间隔、输入脉冲的初始啁啾、初始相位差）的变化分析双飞秒脉冲在光纤中的传输演化特性，并进行了数值仿真，结果表明我们的方法对实际的通信系统有一定的指导作用。第三部分对全文进行了总结，对以后的工作做了展望。