2022-2023学年高二物理竞赛课件:光纤中孤立子的传输性质(共14张PPT)

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2022-2023学年高二物理竞赛课件:光纤中孤立子的传输性质(共14张PPT)

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光纤中孤立子的传输性质
光纤中孤立子的传输性质
孤子形成和保持的条件
色散长度
脉冲为 强度处的半宽度
光纤色散不显著
非线性长度
入射到光纤的光功率的峰值
光纤的非线性效应不显著
非线性系数
对于
则光脉冲通过长度为 的光纤,色散起主要作用,将导致脉冲展宽
对于
则光脉冲通过长度为 的光纤,非线性起主要作用,将导致脉冲压缩
色散与非线性效应平衡时
参量N定义为:
孤子周期
光孤立子的相互作用
时间孤子相互作用:
与初始间距,初始相位差和孤子振幅有关
空间孤子的相互作用
空间孤子的相互作用
Science 286, 1518 (1999).
对于初始无啁啾高斯脉冲
可以求得
脉宽随传输距离的变化:
色散长度
对于初始无啁啾高斯脉冲
对于初始无啁啾高斯脉冲,无论在光纤的正常色散区域还是反常色散区域,对于一给定的色散长度,脉冲有相同的展宽量。
对于线性啁啾高斯脉冲
正啁啾,前沿-低频,后沿-高频
负啁啾,前沿-高频,后沿-低频
脉宽随传输距离的变化:
存在脉宽变窄的条件:
对于线性啁啾高斯脉冲
正啁啾,前沿-低频,后沿-高频
负啁啾,前沿-高频,后沿-低频
存在脉宽变窄的条件:

图中
无量纲化
无量纲化的非线性薛定谔方程
若考虑损耗
若考虑克尔效应
对于其他非线性介质
如飞秒激光与空气相互作用的非线性薛定谔方程:
Phys. Rev. Lett. 92, 225002 (2004).

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