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在光纤通信中影响信息传输容量和传输距离的主要因素是损耗、非线性和色散(衍射)。关于损耗通过光纤放大器等很容易解决,色散现在通过色散补偿也可以解决,非线性效应却是一直难以攻克的问题。光孤子的出现恰好解决了这一难题,它既解决了色散(衍射),又克服了非线性的影响。使大容量、长距离光纤通信成为可能,是一种理想的信息载体。
本文主要研究了光束在传播过程中的演化规律。首先介绍了用自相似方法求解强非局域介质中的非线性薛定谔方程,并研究了光束在传播过程中的演化特征。然后研究了一般非线性介质中传输的光孤子被光学谐振子势调制后在传播方向上的演化特征。通过分析我们得到如下结论:
1 光束在介质中传播时,只有在材料系数和光束的初始功率一定时光束才会形成光孤子向前传播。在其它情况下,形成呼吸子向前传播。另外,光束的自相似演化特征与光束的初始功率是相关的。而在光束初始功率固定的时候,光束峰值强度随着材料常数的变大而变大。
2 光孤子被光学谐振子调制后具备了谐振子波包的空间分布特点,形成了由多个波包组成的孤子簇。亮孤子被调制后在传播过程中,孤子簇峰值光强迅速衰减。而暗孤子被适当调制后,可以不具备暗孤子的特点;或者刚开始具备,在传输一段距离后便摆脱暗孤子的束缚,以方阵分布的孤子簇形式向前传播。并且,暗孤子被光学谐振子势调制后孤子簇峰值光强在传播过程中只是有小的起伏。