拉曼增益对孤子传输特性的影响

【摘要】当输入泵浦波功率足够大时,泵浦波脉冲就会和光学声子相互作用产生受激拉曼散射效应,受激拉曼散射是光纤非线性光学中一个重要的非线性过程,它对光纤通讯既有有利的一面,也有不利的一面。自从1962年,在实验中观察到了受激拉曼散射效应后,人们便对其进行了广泛的研究。本文从光脉冲在光纤中传输时所满足的波动方程出发,推导出考虑拉曼增益效应的非线性薛定谔方程及耦合非线性薛定谔方程,并以此为出发点,在忽略光纤损耗情况下,采用基于MATLAB的分步傅里叶数值算法,得出色散作用项和非线性作用项具体的表达式,分步作用于光孤子脉冲传输方程,仿真模拟了光孤子在光纤中传输时的演变,与不考虑拉曼增益的光孤子在光纤中传输相对比,探析了拉曼增益对孤子传输特性的影响。本文章由三个部分组成,分别为引言、正文、结论,在引言中主要介绍了本课题的研究背景和研究意义等内容。其中正文分二部分：第一部分,简要介绍了受激拉曼散射产生过程及分步傅里叶法的内容,从光脉冲在光纤中传输时所满足的波动方程出发,推导出考虑拉曼增益的非线性薛定谔方程,并采用分步傅里叶法对考虑拉曼增益的非线性薛定谔方程进行求解,得出色散作用项和非线性作用项。第二部分,利用MATLAB软件分别在考虑拉曼增益和不考虑拉曼增益时对光孤子在光纤中传输时的演化过程进行数值模拟,得出拉曼增益效应对孤子传输特性的影响。结果表明：拉曼增益会破坏孤子的传输周期,导致孤子在光纤中传输时快速衰减,并且影响程度和输入孤子的脉冲峰值功率大小有关,拉曼增益对基态孤子和高阶孤子的影响也不相同；拉曼增益可以有效抑制非线性耦合导致的孤子漂移,同时会导致光孤子脉冲峰值在传输时不断增大,产生拉曼放大效应。拉曼增益也可以有效抑制双折射光纤中传输的相邻光孤子之间的相互作用。
【作者】乔海龙；
【导师】贾维国；
【作者基本信息】内蒙古大学，物理电子学，2014，硕士
【关键词】拉曼增益；孤子；对称分步傅里叶法；非线性薛定谔方程；耦合非线性薛定谔方程；

【参考文献】
[1]颜雯雯.基层廉政风险防控机制建设的实践和探索[D].厦门大学,公共管理,2014,硕士.
[2]翟建伟.基于WiFi的移动社交通讯平台设计与实现[D].北京交通大学,2012.
[3]靳广乐.纯机械电子式汽车无级变速器综合控制实验研究[D].东北大学,机械制造及其自动化,2010,硕士.
[4]沈启坤,张天平.具有未知非线性死区的自适应模糊控制[J].控制与决策,2007,06:689-692.
[5]吴栋栋.基于模板的会话式数控编程技术研究与实现[D].华中科技大学,机械电子工程,2013,硕士.
[6]陈姗姗.易山重工碎石同步封层车识别设计[D].湖南大学,艺术,2013,硕士.
[7]沈冠军.轻型图像制导多用途导弹总体技术研究[D].中北大学,火炮、自动武器与弹药工程,2013,硕士.
[8]王海洋.潍柴动力股份有限公司机械产品湖南市场营销管理[D].湖南大学,高级管理人员工商管理（EMBA）,2013,硕士.
[9]李海驻.个人卫生护理机器人建模及仿真研究[D].河南科技大学,机械电子工程,2014,硕士.
[10]申辰威.城际高速列车断面优化设计[D].北京交通大学,2014.
[11]马丽艳.基于变分方法的图像分割和图像恢复研究[D].北京交通大学,2013.
[12]吴鹏.浅析碳纳米材料及其在多相催化中的应用[J].电子制作,2015,05:218-219.
[13]孙建勇.企业物流成本管理问题研究[D].西安建筑科技大学,2004.
[14]王曦光.农技推广知识服务系统的研究与实现[D].中国农业科学院,作物信息科学,2014,博士.
[15]向芳.“寿星宝”保健酒抗皮肤衰老作用机制的研究[D].遵义医学院,皮肤病与性病学,2012,硕士.
[16]孟晓娜.客户关系管理在我国银行中的应用及研究[D].天津工业大学,2005.
[17]周霖.基于混沌的图像加密及其DSP实现[D].广东工业大学,控制理论与控制工程,2014,硕士.
[18]赵永泽.山东省农村居民消费结构的实证分析[D].燕山大学,应用统计,2013,硕士.
[19]叶凌伟,陈冰冰,高增梁.外压锥壳加强圈最佳位置的讨论[J].压力容器,2013,12:44-50.
[20]刘臻.城市公共自行车运营中的多车场车辆调配优化研究[D].北京交通大学,2014.
[21]李沫.行政决策效率机制探析[D].吉林大学,行政管理,2004,硕士.
[22]李红杰.基于协整检验方法的股指期货价差套利分析[D].辽宁大学,金融学,2012,硕士.
[23]程结结.基于Pro/E的齿轮减速器虚拟装配和仿真研究[D].太原科技大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[24]王剑.西安市社区卫生服务机构人力资源现状调查及管理策略研究[D].西北大学,社会保障,2012,硕士.
[25]钱厚斌,张天平.控制增益符号未知的MIMO时滞系统自适应控制[J].控制与决策,2008,10:1153-1158+1162.
[26]刘善增,余跃庆,佀国宁,杨建新,苏丽颖.3自由度并联机器人的运动学与动力学分析[J].机械工程学报,2009,08:11-17.
[27]陈友梅.IBMDR与ISV共拓市场[N].中国计算机报,2001-05-07E04.
[28]葛世伟.腹腔感染患者肠内营养耐受性分析[D].蚌埠医学院,护理学（专业学位）,2013,硕士.
[29]崔自竞.电子装置测试插板[J].冶金自动化,1981,04:62-63.
[30]杨斌.移动通信网中GPRS中Gn接口的信令协议分析[D].重庆大学,电子与信息工程,2003,硕士.
[31]孟祖超.基于纳米材料的无酶电化学传感器构置及应用[D].西北大学,2012.
[32]王梅.基于社会网络分析的社会化分享购物网站信息传播研究[D].内蒙古大学,新闻与传播,2014,硕士.
[33]刘晓丽.在线口碑对基金销售量的影响研究[D].哈尔滨工业大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[34]司牧原.金融仓储监管公司的风险识别和风险管理探析[D].浙江工业大学,2012.
[35]宋小宏.对网络信息技术与化学课堂教学整合的“主题化探究”模式的实践研究[D].上海师范大学,教育,2004,硕士.
[36]刘玉明.芪舌饮对胰腺癌术后患者CA19-9和CA24-2的影响[D].黑龙江中医药大学,中医内科学（专业学位）,2014,硕士.
[37]张晋.化学转化法制备Cd_xZn_(1-x)S单晶多孔纳米片光催化剂及其性能研究[D].天津大学,化学,2013,硕士.
[38]孙淑云.血小板活化因子乙酰水解酶基因突变（Val～(279)→Phe）与脑血管病的相关性研究[D].青岛大学,神经病学,2003,硕士.
[39]赵丹.我国新农村住宅建设投融资模式及保障机制研究[D].北京交通大学,企业管理,2014,博士.
[40]郭存珍.N~+注入处理对保加利亚乳杆菌生产特性及几种酶活性的影响[D].安徽农业大学,营养与食品卫生学,2012,硕士.
[41]胡文静.微博对大学生思想政治教育的影响及对策[D].山西财经大学,思想政治教育,2014,硕士.
[42]乌云毕力格,顾婷玉,何志颖,吴侠,李光鹏,李前忠,丁小燕,左永春,王欣.ChIP-Seq技术在研究转录因子调控干细胞分化中的应用[J].中国细胞生物学学报,2013,06:870-879.
[43]朱传忠.土耳其正义与发展党及其执政实践研究[D].西北大学,世界史,2014,博士.
[44]黄亮.SAN存储资源管理系统的研究——增强的备份/恢复模块的设计与实现[D].西北工业大学,计算机软件与理论,2004,硕士.
[45]高晓博.新疆汉—维、维—汉双语人语言使用规律及语言态度比较研究[D].新疆师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[46]郑春锋.无线电监测中对干扰源的无源测向定位研究[D].西南交通大学,应用数学,2014,硕士.
[47]林运强.基于WiMAX系统的OFDMA物理层关键技术研究[D].西安电子科技大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[48]吴雯.钢筋混凝土框架结构加固技术的研究与应用[D].西安工业大学,岩土工程,2014,硕士.
[49]李绍新.动态光散射技术在生物大分子测量上的应用[D].华南师范大学,光学,2004,硕士.
[50]本报记者刘洪宇.极速光纤通信怎样改变未来生活[N].辽宁日报,2011-07-01010.