光纤中调制不稳定性的进一步研究

论文题目: 光纤中调制不稳定性的进一步研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 光学

作者: 钟先琼

导师: 陈建国

关键词: 调制不稳定性,不稳定增益谱,扰动位相,扰动振幅,扰动演化,非线性薛定谔方程,特殊频率的光扰动,自相位调制,交叉相位调制,五阶非线性,色散缓变光纤

文献来源: 四川大学

发表年度: 2005

论文摘要: 调制不稳定性是一种非常普遍而重要的物理现象,在流体力学、等离子体物理、凝聚态物理、光学等许多领域都可以观察到。光学中的调制不稳定性起源于色散（或衍射）和非线性效应的相互作用。它包括时域的、空域的和时空耦合的调制不稳定性。时域中的调制不稳定性一般指发生在光纤中的情况,它在频域上表现为谱线旁瓣的产生,在时域上使连续或准连续光分裂成一系列短脉冲串。可用于产生高重复率的超短脉冲串、制成调制不稳定激光器以及产生时间光孤子,但同时它也是影响光纤通信系统性能的一个重要因素。空域中的调制不稳定则与空间光孤子的产生和高功率激光器件中激光的成丝以及随之而来的介质破坏密切相关。因此,调制不稳定性一直受到人们的广泛关注。本文对光纤中单光束的自相位调制不稳定性和同偏振不同波长的双光束的交叉相位调制不稳定作了深入研究。人们采用传统的线性稳定性分析,将光扰动的复振幅α写成{U0cos（kz-ΩT）+iV0sin（kz-ΩT）}或{U0exp[i（kz-ΩT）]+iV0exp[i（kz-ΩT）])的形式后,对光纤中的自相位调制不稳定性进行了研究,得到了不稳定性条件和增益谱。传统的处理虽然可以极大地简化数学过程,而且当波数K是一个纯虚数的时候也可在一定程度上正确地预言调制不稳定的扰动频率范围和增益谱,但从其数学处理不难看出,传统的处理实际上认定扰动波数k是一个与传输距离无关的常数,因而寻求的也实际上是一个与传输距离无关的扰动增益。换句话说,传统的处理实际上给本来自洽而且理论上应有普适解的扰动演化方程施加了额外的限制,

论文目录:

摘要

Abstract

第一章绪论

1 概述

2 时域调制不稳定性的研究状况

2.1 单光束自相位调制不稳定性的研究状况

2.2 双光束交叉相位调制不稳定性的研究状况

3 本论文工作的主要内容和安排

参考文献

第二章单模光纤中光脉冲传输的基本理论

1 引言

2 非线性折射率及其相关效应

3 光脉冲在单模光纤中传输的基本方程

4 调制不稳定性与线性稳定性分析

参考文献

第三章幅度位相描述的光扰动及其演化

1 引言

2 光扰动满足的演化方程

3 光扰动演化的解析描述

3.1 负色散区的情况(β＜0)

3.2 正色散区的情况(β＞0)

4 光扰动演化的分析与讨论

4.1 扰动功率增益系数的演化

4.2 扰动位相的演化

4.3 扰动幅度的演化

4.4 幅度和位相的耦合演化

5 小结

参考文献

第四章光纤中特殊频率的光扰动演化

1 引言

2 特殊频率光扰动演化的解析描述

3 特殊频率光扰动演化的分析与讨论

3.1 扰动电场增益系数的演化

3.2 扰动位相的演化

3.3 扰动幅度的演化

3.4 扰动位相幅度的耦合演化

4 小结

参考文献

第五章光扰动不同数学描述的比较研究

1 引言

2 光扰动实虚部演化的解析描述

3 光扰动实虚部演化的分析与讨论

4 传统光扰动数学表述的分析

5 小结

参考文献

第六章交叉相位调制不稳定性的进一步分析

1 引言

2 数学模型及理论分析

3 不稳定条件及增益谱分析

4 小结

参考文献

第七章三五阶非线性下损耗光纤中的交叉相位调制不稳定性

1 引言

2 理论推导

3 不稳定条件及增益谱的解析分析

4 不稳定条件及增益谱的计算分析与讨论

5 小结

参考文献

第八章五阶非线性下色散缓变光纤中的交叉相位调制不稳定性

1 引言

2 不稳定条件及增益谱的解析分析

3 不稳定条件及增益谱的计算分析与讨论

3.1 两光波同在正色散区的情况

3.2 两光波同在负色散区的情况

4 小结

参考文献

第九章结论

致谢

附录：作者在读期间的科研成果简介

申明

发布时间: 2005-10-08

参考文献

[1].激光器中的自调制及不稳定性研究[D]. 李雷.山东大学2013

光纤中调制不稳定性的进一步研究

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