论文部分内容阅读
在光纤系统中,当群速度色散和自相位调制效应二者达到平衡时,光孤子可以保持形状和速度不变而进行长距离传输。因此,光孤子应用的潜在领域,如光通信系统,全光超快开关器件等,已经成为研究的热点。变系数非线性薛定谔方程的亮、暗孤子解早有报道。基于此解,高阶色散,自陡峭效应,自频移效应对亮、暗孤子解的影响也相继被研究。但是,有关多分量耦合非线性薛定谔方程的多孤子解以及多孤子间相互作用的研究相对较少。本文首先基于变系数多分量耦合非线性薛定谔方程,采用Hirota双线性法推导出了混合型3-孤子解;为了更好地理解孤子相互作用的性质,对解的渐近特性进行了分析;最后,数值研究了孤子间的相互作用,结果表明:当本征值取值不同时,可以使3-孤子解分别表现为常规孤子、束缚态孤子以及常规孤子和束缚态孤子的组合;在满足特定条件时,常规亮孤子和束缚态亮孤子可实现弹性相互作用和非弹性相互作用,而暗孤子仅存在弹性相互作用;对于常规孤子和束缚态孤子的组合,亮孤子分量相互作用规律较为复杂,受参数取值影响较大,但暗孤子分量却依然保持弹性的相互作用。其次,基于带有分布色散,自相位调制和自陡峭的变系数修正非线性薛定谔方程(Vc-MNLSE)及其两种特殊暗孤子解,采用分步傅里叶变换法,详细讨论了不同形式的拉曼增益对暗孤子解传输特性的影响。结果表明:周期的正弦函数拉曼增益会使两种暗孤子解的背景波产生周期性振荡,并且振荡周期和幅度均随正弦函数的参数变化而变化;双曲正弦函数和指数函数的拉曼增益将会使两种暗孤子解的背景波功率升高;正切函数的拉曼增益会使两种暗孤子解的背景波产生阶跃性变化,且周期振荡暗孤子解会在传输过程中发生分裂。