色散位移光纤中多孤子的数值仿真

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光孤子因其具有可长距离传输且不会发生性变的独特性质而受到科学家的广泛关注。现代光纤通信技术的目标是向着超长距离以及超大容量的方向发展,而光孤子的特性完全满足这两条件,于是在光纤通信领域,有人提出了以光孤子为主要信息载体并以此作为第五代光纤通信系统。此后光孤子的研究便成为了热门的话题。本文主要研究光纤中的不同特性对光孤子传输的影响。采用的方法是分步Fourier方法;通过此方法对光孤子的传输进行数值模拟,可得到不同特性所带来的影响,在传输图形中就可以观察到光孤子的变化情况。最后分析得到了不同特性对于光孤子影响的具体规律,全文的具体工作内容如下:首先从麦克斯韦方程出发,结合光纤相关知识推导出常规光纤中适合描述光孤子传输的非线性薛定谔方程,接着利用分步Fourier方法,在MATLAB仿真平台中实现了对光孤子传输过程的仿真。在此基础上研究了理想条件下单孤子,双孤子以及三孤子和四孤子的传输特性,其中重点研究了双孤子的传输特性,展示了双孤子的不同初始条件给双孤子传输带来的影响,并总结出了初始振幅的不同,会较大程度抑制双孤子的相互作用,能够帮助我们实现对多孤子的相互作用的控制。随后,通过引入光纤中的高阶色散和高阶非线性效应,实现了对色散位移光纤中光孤子的传输过程的仿真,研究了色散位移中不同孤子的传输情况。其中同时引入三阶色散与Kerr扰动使得研究更具有普适意义。最后,引入了带啁啾的脉冲,研究了啁啾脉冲传输特性,得到了不等振幅输入法对此类脉冲孤子间的相互作用也是有不错效果。
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