高阶非线性光孤子脉冲在光纤中传输的数值模拟及仿真研究

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本论文基于光脉冲在光纤中的传输规律满足非线性薛定谔方程(NonlinearSchrodingerEquation,简称NLSE)的理论,讨论数值求解非线性薛定谔方程和高阶修正的非线性薛定谔方程(HighOrderNonlinearSchrodingerEquation,简称HNLSE)的方法,研究在不同的初始输入和考虑不同的效应特别是考虑各种高阶非线性效应存在时,单个光脉冲在光纤中的传输特性和规律,以及对孤子间的相互作用进行了数值模拟,并对此做理论上的解释。这些研究为提高光纤中光脉冲通信的质量和容量提供了一定的理论支持。   正文包括引言、论点与论述和结论三大部分。第一部分阐述了关于光脉冲在光纤中传输这一课题的国内外的研究现状、一些理论和实验研究成果以及目前存在的问题和挑战。第二部分讨论了超短光脉冲在光纤中传输的高阶非线性薛定谔方程,高阶非线性效应的物理机制及作用;着中讨论了如何数值求解高阶非线性薛定谔方程,对数值求解方法做了一定的改进,采用对称分步傅立叶法模拟光脉冲在光纤中的传输行为,数值模拟研究实例探讨了光纤损耗、三阶色散、自频移、自陡峭和五阶非线性极化效应对啁啾光孤子脉冲在光纤中传输的影响,对光纤中的各种高阶非线性效应进行了相关分析和讨论。第三部分对全文进行了总结,对以后的工作做了展望。附录部分给出了相关的Matlab6.1程序代码。
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