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1、物理电气信息学院本科毕业论文毕业论文（2014届）论文题目：单模光纤中皮秒光孤子传输特性的数值研究院系：物理电气信息学院专业：物理学（师范）年级：2010级姓名：学号：指导老师2014年5月11日物理电气信息学院本科毕业论文单模光纤中皮秒光孤子传输特性的数值研究摘要随着对大容量、高速率通信要求的不断提高，光孤子通信逐渐成为各国科学家研究的热点。光弧子是一种光脉冲序列，它在光纤中长距离传输时能保持不变，这种特性是实现光孤子通信的基础。本文首先介绍了光弧子通信中的基本概念，然后运用对称分布Fourier方法数值
2、求解了描述光脉冲在光纤中传输的非线性薛定愕方程，最后,对皮秒光孤子在光纤中的传输特性做了研究并进行了数据模拟。关键词：单模光纤光孤子传输特性数值模拟物理电气信息学院本科毕业论文ABSTRACTAlongwiththerequirementofcontinuallyimprovelargecapacityandhighspeedcommunication,opticalsolitoncommunicationturnintoresearchfocusofthescientistsfromdifferentco
3、untries.Theopticalsolitonisakindofopticalpulsetrains,itcankeepshapeforalongdistancewhilepropagatinginthefiber.Andthischaracteristhebaseofrealizingopticalsolitoncommunication.Inthispaper,firstlythebasicconceptionsofopticalsolitoncommunicationsareintroduced,
4、andthen,usingsymmetricslit-stepFouriertransformmethod,theNonlinearSchrÖdingerEquationwhichdescribingtheopticalsolitonstransmissionissolvednumerically.Finally,thecharactersofthepicosecond(ps)solitonpropagatinginthefiberarestudiedandnumericallysimulated.KEYW
5、ORDS:Single-modefiberOpticalsolitonThepropagationcharacteristicsNumericalsimulationII物理电气信息学院本科毕业论文目录第一章绪论41.1引言41.2研究背景4第二章光孤子通信系统的基本概念62.1光孤子通信基本组成62.2光弧子通信与光纤通信的区别62.3国内外发展现状72.3.1光孤子通信在美国和日本的实用化进程72.3.2光孤子通信在中国82.4光孤子通信的优越性及其展望82.4.1光孤子通信的优越性82.4.2展望9第
6、三章孤子的形成与特性103.1孤波现象103.2光孤子的形成103.3光孤子传输方程的建立12第四章ps光孤子传输特性的数值模拟144.1数值模拟144.2模拟结果17第五章总结18参考文献19致谢20II物理电气信息学院本科毕业论文第一章绪论1.1引言光孤子是指经过长距离传输而保持形状不变的光脉冲,它最早是一由名英国海军工程师于1834年偶然发现的。而1973年,美国贝尔试验室Hasegawa[1]等人首次提出了利用光纤非线性在反常色散区进行光孤子传输的设想。1980年贝尔试验室Mollenewor等人首
7、次在试验室中观察到了光孤子[2]。光孤子理论的出现,对于现代通信技术的发展起到了一个里程碑式的作用。因为现代通信技术的发展一直朝两个方向努力,一是大容量传输,二是延长中继距离。光孤子传输不变性的特点决定了它在通信领域的应用前景。普通的光纤通信必须每隔几十千米设置一中继站,对信号脉冲进行整形,放大,检查误码,再发射,而用光孤子的光纤通信可以不用中继站,只要对光纤损耗进行增益补偿,即可把光信号无畸变地传输极远的距离。最新的实验表明,光孤子在10Gbps的码率下保持的距离超过106km,而且光孤子通信的传输速率极
8、高,预计可达到100Gbps以上,因此光孤子通信无疑是实现超长距离、高速通信的重要手段,被认第五代光纤通信系统。随着信息高速公路和多媒体通信技术的发展,一些长距离、高比特率通信系统的传输速率已达到了几十甚至几百Gbit/s以上。与此同时,高阶色散和偏振模色散(PMD)对光孤子通信容量的限制越来越明显。如果只考虑高阶色散对光孤子传输的影响,人们已得到高阶色散产生了不同的频率偏差,在脉冲沿产生色散波,且使孤子的中心位
