单模光纤中暗孤子的相互作用.pdfVIP

第 28 卷 　第 4 期 西 南 师 范 大 学 学 报 ( 自然科学版) 2003 年 8 月 Vol . 28 　No . 4 Journal of Southwest China Normal University (Natural Science) Aug. 2003 ( ) 文章编号 : 1000 5471 2003 04 0572 04 单模光纤中暗孤子的相互作用① 王 润 轩 宝鸡文理学院 物理系 , 陕西 宝鸡 721007 摘要 : 用最小作用量原理导出了非线性 Schrdinger 方程两个暗孤子间的相互作用 , Δ θ 作为孤子间距 和初位相差 的 π π π 函数, 它随 Δ的增大而指数地衰减, 当两个孤子间初位相差 θ 时相互排斥, θ 时相互吸引, θ= 时几 2 2 2 乎不存在相互作用 ; 数值计算与解析结果相符 , 也验证了与已有理论的有效性一致性. 关 　键 　词 : 暗孤子 ; 最小作用量原理 ; 相互作用 ; 单模光纤 中图分类号 : O437 文献标识码 : A 自从 Hasegawa 指出孤子在光纤通信中有应用的可能[ 1] , Mollenauer 和 Emplit 先后在实验上观察到明、暗 光孤子后[2 - 3 ] , 孤子及其在光通信中的应用研究得到了广泛重视. 孤子相互作用直接影响着通信的质量和 容量[4 - 5 ] , 在光纤系统设计中是必须考虑的重要问题. Karpman 和 Solover 用逆散射微扰论分析了两个明孤 子相互作用[6 ] , 得出了同相位孤子相互吸引、反相孤子相互排斥的重要结论. Gordon 则从两个孤子严格解 出发直接导出了两个孤子间的相互作用 , 指出相互作用随间距的增大而指数地衰减[7 ] . Mitsch 和 Mollenauer 用实验观测了光纤中明孤子相互作用的影响并与 Gordon 理论结果作了定量比较. 当孤子间距较大时 Gordon [2 ] 理论不失为一个很好的近似 , 但当孤子靠近时 , 它与实验完全不符了 . 文献[ 8 - 9 ] 分别用最小作用原理 和等价粒子理论导出了两个明孤子相互作用 , 与实验结果相符且明显优于 Gordon 理论. 自此 , 明孤子相互 作用的理论问题得到了较好的解决. 相对于明孤子而言 , 暗孤子相互作用无论从理论还是实验研究上都不 够 , 这里也有暗孤子实验上难以产生的原因[ 10 ] . W Zhao 和 E Bourkoff [ 11] 数值观测了两个暗孤子相互作用 , 暗孤子在抗相互