【正文】 輸距離的增大，由剛開始的尖頂漸漸的變成平頂，而且平頂比之前的都要平許多，甚至出現(xiàn)了近似窗形 波 ，脈沖 展寬 也 將比之前的都要大 。激光 , 2020, 12(6):641645. [7] 楊祥林 , 溫?fù)P敬 . 光纖孤子通信理論基礎(chǔ) [M]. 北京 .國(guó)防工業(yè)出版社 , 2020. [8] 袁國(guó)良 . 光纖通信原理 [M]. 北京 : 清華大學(xué)出版社 , 2020. [9] 段巍 , 揚(yáng)茂磷 , 葛勇 . 高斯脈沖在單模光纖中的傳輸特性分析 [J]. 太原理工大學(xué)學(xué)報(bào) , 2020, 37(4):476479. [10] Govind P. Agrawal 著 , 賈東方等譯 . 非線性光纖光學(xué)原理及應(yīng)用 [M]. 北京 : 電子工業(yè)出版社 , 2020. [11] 李玉全 , 朱勇 , 王江平 . 光通信原理與技術(shù) [M]. 北京 .科學(xué)出版社 , 2020 第 17 頁(yè) 共 18 頁(yè) 致 謝 第 18 頁(yè) 共 18 頁(yè) 聲 明 本論文的工作是 2020 年 3 月至 2020 年 6 月 在成都信息工程學(xué)院光電技術(shù) 學(xué)院 完成的。 (3)學(xué)?？梢詫W(xué)術(shù)交流為目的復(fù)制、贈(zèng)送和交換學(xué)位論文。 特此聲明！ 作者簽名： 年 月 日 。 (5)學(xué)?？梢怨紝W(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容 (保密學(xué)位論文在解密后遵守此規(guī)定 )。 關(guān)于學(xué)位論文使用權(quán)和研究成果知識(shí)產(chǎn)權(quán)的說(shuō)明： 本人完全了解成都信息工程學(xué)院有關(guān)保管使用學(xué)位論文的規(guī)定，其中包括： (1)學(xué)校有權(quán)保管并向有關(guān)部門遞交學(xué)位論文的原件與復(fù)印件。 結(jié)果表明 ： 隨著傳輸距離的增大， 脈沖逐漸展寬，波形也由開始的尖頂漸漸的變成了平頂，并且在某個(gè)距離處在脈沖前后沿附近開始出現(xiàn)高頻振蕩結(jié)構(gòu)，即出現(xiàn)了波形分裂現(xiàn)象；孤子參數(shù)越大，脈沖展寬速度越快，波形由尖頂變成平頂所需要的傳輸距離越短，波形分裂現(xiàn)象出現(xiàn)得也越早越顯著。 當(dāng) N=20 時(shí)高斯脈沖 變化 情況 圖 當(dāng) N=10 時(shí)的二維波形變化圖 圖 當(dāng) N=20 時(shí)的三維波形分裂圖 第 13 頁(yè) 共 18 頁(yè) 在 N=20 的情況下，當(dāng) DzL = 時(shí) 開始 出現(xiàn)明顯的波形分裂顯現(xiàn)， 并且隨傳輸距離的增大， 由剛開始的尖頂漸漸的變成平頂，而且平頂比 N=10 的更平，變化過(guò)程也要比 N=10 時(shí)的快 ，脈沖的展寬要比 N=10 時(shí)的寬 。正是這個(gè)原因，分步傅立葉算法 較大多數(shù)有限差分方法快一兩個(gè)數(shù)量級(jí)。第一步，僅有非線性作用，方程 ()中的 ?D =0；第二步，僅色散作用，方程中的 ?N =0。這些算符為 22 2? 2iD T? ??? ? () 2?N i A?? () 以上兩式已忽 略了損耗的影響。 在正常色散 （ 2 0?? ） ，GVD 和 SPM 可用來(lái)進(jìn)行脈沖壓縮 [9]。注意，較弱的 GVD 效應(yīng)， SPM 也能導(dǎo)致脈沖形變。 當(dāng)光纖長(zhǎng) L??LD，但 L 和 LNL相當(dāng)時(shí)，方程 ()的色散項(xiàng)較非線性項(xiàng)可以忽略 （ 只要脈沖有平滑的外形，以至于 ?2/??2約為 1） 。 第 10 頁(yè) 共 18 頁(yè) 當(dāng)纖長(zhǎng) L??LNL，而 L≈ LD時(shí)，方程 ()中的最后一項(xiàng)與其他兩項(xiàng)相比可以忽略。然而，當(dāng)入射脈沖的脈寬變窄及能量增大時(shí)。這種系統(tǒng)中 L 的典型值約為 50km。根據(jù) L， LD及 LNL之間的相對(duì)大小，傳輸特性可分為四類。根據(jù) LD， LNL和光纖長(zhǎng)度 L 的相對(duì)大小，脈沖演變切分成下面討論的四種不同的傳輸區(qū)。 參量effA稱為有效纖芯截面。首先用 2n 代替 ? 求解方程，得到模分布函數(shù) ? ?,Fxy 和對(duì)應(yīng)的波數(shù) ? ???。因?yàn)?0? 約為 1510 Hz， 最后一項(xiàng)假定對(duì)脈寬 ? 的脈沖成立。 39。但是在遠(yuǎn)離介質(zhì)的共振 頻率處， P 和 E 的關(guān)系式可唯像的寫成 ()。 非線性薛定諤方程 描述光纖中光傳輸?shù)牟ǚ匠炭梢詮柠溈怂鬼f方程組得到。 3 脈沖在光纖中傳輸?shù)睦碚摶A(chǔ) 麥克斯韋方程組 像其它的電磁現(xiàn)象一樣，光纖中光脈沖的傳輸也服從麥克斯韋方程組，在國(guó)際單位制中，該方程組可寫成 BE t??? ??? () DHJ t??? ? ? ? () fD ??? ? () 0B?? ? () 式中， E ， H 分別為電場(chǎng)強(qiáng)度矢量和磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量； D ， B 分別為電位移矢量和磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量；電流密度矢量 J 和電荷密度f(wàn)?表示電磁場(chǎng)的源。 1 1 2 21 ?[ e x p ( ) e x p ( ) . . ]2E x E i t E i t c c??? ? ? ? ? () ，當(dāng)兩個(gè)頻率分別為 ?1 和 ?2， x 方向偏振的光波同時(shí)在光纖內(nèi)傳輸時(shí)，頻率為 ?1的光場(chǎng)的非線性相移為 222 0 1 2( 2 )NL n k L E E? ?? () 由于相位失配的關(guān)系，這里忽略了頻率 ?1 和 ?2 以外產(chǎn)生極化的所有項(xiàng)。 SPM 指的是光場(chǎng)在光纖內(nèi)傳輸時(shí)光場(chǎng)本身引起的相移，它的大小可以通過(guò)記錄光場(chǎng)相位的變化得到 20 2 0()nk L n n E k L? ? ? ? () 式中， k0=2 ?π ， L 是光纖長(zhǎng)度。 非線性折射率 光纖中的最低階非線性效應(yīng)起源于三階電極化率 (3)? ，它是引起諸如三次諧波產(chǎn)生、四波混頻以及非線性折射等現(xiàn)象的主要原因 [8]。因此 (3)? 是光纖中最低階亦是最重要的非線性 效應(yīng)。這種非線性 響應(yīng)的表現(xiàn)是多方面的，其中 Kerr 效應(yīng)、自相位調(diào)制與 Raman 散射對(duì)光孤子的形成和傳輸演化具有特別重要的影響 [7]。 ?2表示群速度色散，和脈沖展寬有關(guān)。 光纖色散也是影響光脈沖在光纖中傳輸?shù)囊蛩兀话銇?lái)說(shuō)，色散的起源與介質(zhì)通過(guò)束縛電子的振蕩吸收電磁輻射的特征諧振頻率有關(guān)，遠(yuǎn)離介質(zhì)諧振頻率時(shí)，折射率與塞爾邁耶爾方程近似 22221( ) 1m jjj jBn ?? ????? ?? () 式中， ?j是諧振頻率， Bj為 j 階諧振強(qiáng)度。實(shí)際光源發(fā)出的光不是單色的，而是有一定的波長(zhǎng)范圍。 PMD 對(duì)長(zhǎng)途通信系統(tǒng)非常重要，在 20 世紀(jì) 90 年代就被廣泛研究。 光纖的色散導(dǎo)致了光脈沖在光纖中傳輸時(shí)產(chǎn)生啁啾 ， 從而導(dǎo)致光脈沖的展寬 [6]。這種損耗對(duì)光纖來(lái)說(shuō)是本身固有的，因而它確定了光纖的最終損耗極限，其本征損耗大致為 （ 單位 dB/km） 4/RRC??? () 式中，常數(shù) CR 在 ( 4kmμm? )～ ( 4kmμm? )范圍內(nèi)，其具體值與纖芯的組分有關(guān)。光纖的加熱制造過(guò)程中，熱擾動(dòng)使原子產(chǎn)生壓縮性的不均勻，造成材料密度不均勻，進(jìn)一步造成折射率不均勻。 (1) 材料的吸收損耗 光纖材料吸收損耗包括紫外吸收、紅外吸收和雜質(zhì)吸收等，它是材料本身 所固 有的，因此是一種本征性吸收損耗。光纖的彎曲有隨機(jī)微彎曲 和外力彎曲。 本文中所指光纖均是單模光纖。 參量 V決定了光纖中能容納的模式數(shù)量。把數(shù)根、數(shù)十根光纖紐絞或疏松地置于特別的螺旋槽乙烯支架里，外纏塑料綁帶及鋁皮，再被覆塑料或用鋼帶鎧裝，加上外護(hù)套后即成光纜。包層外面是 5～ 40μm的涂覆層，材料是環(huán)氧樹脂或硅橡膠，其作用是增強(qiáng)光纖的機(jī)械強(qiáng)度。包層折射率為 n2(n1)， 通常也 由高純 SiO2制造，摻雜 B2O2及 F 等以降低折射率。 長(zhǎng)距離傳輸必須克服色散和非線性效應(yīng)的影響。 2 影響光脈沖在光纖中傳輸?shù)母鞣N因素 光纖通信問(wèn)世以來(lái)，一直向著兩個(gè)目標(biāo)不斷發(fā)展。 目前，隨著高速、大容量光通信技術(shù)的發(fā)展，光 脈沖在非線性色散光纖中的研究越來(lái)越引起人們的關(guān)注。光孤子通信是利用光纖色散與非線性相互作用平衡時(shí)實(shí)現(xiàn)的一種光纖通信方式。 損耗水平現(xiàn)在主要來(lái)自于瑞利散射這個(gè)基本過(guò)程。 Gaussian optical pulse。 結(jié)果表明， 隨著傳輸距離的增大，脈沖逐漸展寬，波形也由開始的尖頂漸漸的變成了平頂，并且在某個(gè)距離處在脈沖前后沿附近開始出現(xiàn)高頻振蕩結(jié)構(gòu)，即出現(xiàn)了波形分裂現(xiàn)象；孤子參數(shù)越大，脈沖展寬速度越快，波形由尖頂變成平頂所需要的傳輸距離越短，波形分裂現(xiàn)象出現(xiàn)得也越早越顯著。 ：任務(wù)書、開題報(bào)告、外文譯文、譯文原文（復(fù)印件）。有權(quán)將論文（設(shè)計(jì)）用于非贏利目的的少量復(fù)制并允許論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)入學(xué)校圖書館被查閱。 學(xué)位論文 高階孤子參數(shù)下高斯脈沖波形分裂的數(shù)值模擬 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）原創(chuàng)性聲明 本人所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 是我在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。 作者簽名： 日期