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其中,式(5.a)表示光脉冲传输h/2时只受色散影响,式(5.b)表示非线性对光脉冲在步长h内的影响,式(5.c)表示光脉冲在传输后h/2只受色散影响。经过这三步运算,就可最终得到光脉冲在传输步长h后的表达式。
本文中,符号F()和F-1()分别表示傅里叶变换和反变换。当光脉冲采用负频表示时,根据Matlab中傅里叶变换的定义特点,应用IFFT和FFT分别表示上述傅里叶变换和反变换。此外,在用Matlab进行傅里叶变换时,还要主意函数fft-shift ()的应用。
2仿真结果
当光脉冲在双芯耦合器中传输时,若取:
也就是说,在光纤反常色散区只考虑二阶色散,而忽略损耗、高阶色散和模间色散,耦合长度为π/2。那么,在这种情况下,光脉冲在两根纤芯里的传输演化如图2(a)、(b)所示。可以看到,脉冲能量在两根光纤中均可持续传递,其脉冲形状基本保持不变。
图3所示是光脉冲在并行排列的三芯耦合器中的传输演化情况。该仿真的初值可以选取为:A1(0,T)=sech(t),A2(0,T)=A3(0,T)=0,gn=-iω2/2,γn=1,C12=C21=C23=C32=k12=k21=k23=k23=1,C13=C31=k13=k31=0,也就是说,色散中只考虑二阶色散,耦合只存在相邻纤芯间。从图3可以看出,脉冲能量在三根光纤中持续传递时,中间(b)纤芯中的能量变化周期约是边上两根纤芯中能量变化周期的2倍。
3结束语
利用对称分步傅里叶变换求解耦合模方程组的方法不仅容易理解,而且计算速度快、精度高,适用于对光脉冲在光纤耦合器中的传输演化进行仿真