硅基光波导中亮暗孤子间的相互作用影响

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硅基光波导(SOI)具有很强的非线性克尔效应等非线性光学特性,对光场有很强的约束作用,在集成光路和光通信等领域都拥有巨大的研究开发价值。孤子由于其在波导中传输的稳定性被人们悉知,光孤子通信在高速度、大容量、长距离全光通信系统方面被广泛关注。本文通过硅基光波导(SOI)中TE模和TM模方向所满足的非线性耦合波薛定谔方程,利用分布傅里叶变换,数值模拟了亮暗孤子在SOI中共同传输时的相互作用影响。通过模拟发现,非线性效应一定时,亮暗孤子相对偏振角的增大会减小亮孤子对暗孤子的影响,但会增大暗孤子对亮孤子的影响。合适的偏振角下,暗孤子受亮孤子影响会出现类孤子波形,功率相近时,亮孤子相互作用最明显。亮孤子脉宽的增加可以增加其有效传输距离,并且,短距离内受到暗孤子影响较大;暗孤子脉宽的改变对相互影响作用较小。改变时延差可以使暗孤子中类孤子位置和峰值发生改变,合适的时延差可以改善亮孤子的有效传输距离,同时可以增加其短距离内的稳定性。当暗孤子不变,亮孤子加啁啾时,啁啾正负会影响亮孤子的压缩展宽程度,正啁啾会使亮孤子压缩,增加亮孤子的有效传输距离,增大对暗孤子的影响,同时亮孤子的功率和脉宽的增加也会影响暗孤子的稳定传输,使暗孤子主脉冲发生较大的形变,并加剧暗孤子前沿震荡。负啁啾会促进亮孤子的展宽和消耗,减小对暗孤子的影响,负啁啾亮孤子功率和脉宽的增加同样会使亮孤子有效传输距离增加,但这些变化对暗孤子产生的影响较啁啾为正时较小,暗孤子传输更加稳定。
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