Հայաստանի ատենախոսությունների բաց մատչելիության պահոց = Open Access Repository of the Armenian Electronic Theses and Dissertations (Armenian ETD-OA) = Репозиторий диссертаций Армении открытого доступа

Գերարագագործ մանրաթելային կապի համակարգերում սոլիտոնների ձևավորման և տարածման առանձնահատկությունները

Հովհաննիսյան, Կարեն Արթուրի (2013) Գերարագագործ մանրաթելային կապի համակարգերում սոլիտոնների ձևավորման և տարածման առանձնահատկությունները. PhD thesis, ԵՊՀ.

[img]
Preview
PDF (Abstract)
Available under License Creative Commons Attribution.

Download (1301Kb) | Preview

    Abstract

    При изучении быстропротекающих процессов взаимодействия излучения с веществом, освоение фемтосекундного временного диапазона является очередным шагом. Распространение фемтосекундных импульсов даже в слабо диспергирующей среде (вдали от резонансов) уже на весьма короткие расстояния кардинально отличается от привычного процесса распространения волновых пакетов неизменной формы. Дисперсия среды может чрезвычайно сильно изменить форму фемтосекундных импульсов. Решение многих прикладных задач связано с прохождением фемтосекундных лазерных импульсов через линейные и нелинейные элементы. Использование эффекта самовоздействия в фемтосекундном временном диапазоне открывает новые возможности при создании сверхбыстродействующих систем обработки и передачи информации. Успехи последних лет в генерации фемтосекундных импульсов стимулировали интерес к перспективам их использования для передачи информации по волоконно¬оптическим линиям связи (ВОЛС). Создание одномодовых волоконных световодов с предельно низкими потерями привело к тому, что основным определяющим фактором при разработке высокоинформативных волоконно-оптических линий связи стала не величина оптических потерь, а дисперсионное расплывание. Увеличению пропускной способности одномодового световода препятствуют межмодовая, материальная и волноводная дисперсии. Использование одномодовых световодов, сохраняющих поляризацию, позволяет практически исключить межмодовую дисперсию. Волноводная, или структурная дисперсия световода появляется даже при отсутствии зависимости показателя преломления от длины волны и обусловлена влиянием геометрической структуры световода. В настоящее время можно выделить два основных подхода к решению проблемы минимизации дисперсионного уширения импульсов в волоконных световодах (ВС). Первый путь решения данной проблемы состоит в использовании широкополосных волоконных световодов с компенсированной дисперсией первого, второго и третьего порядков. Минимизация коэффициентов дисперсии первого, второго и третьего порядков, достигаемая соответствующим выбором основных параметров волоконных световодов, позволяет не только увеличить широкополосность световода, но и конструировать ВС, в которых область нулевой дисперсии совпадает с минимумом оптических потерь. Следует подчеркнуть, что главные трудности на этом пути связаны как с недостаточно развитой технологией изготовления ВС, так и с необходимостью высокоточной настройки длины волны лазерного излучения на точку нулевой дисперсии групповой скорости. Второй путь решения проблемы "бездисперсионного" распространения импульсов в ВОЛС основан на использовании нелинейных эффектов в ВС и реализации солитонных режимов распространения импульсов в волоконном световоде. Աշխատանքում ուսումնասիրված է միջավայրի իներցիոն ռամանյան արձագանքի ազդեցությունը առաջին կարգի ֆեմտովարկյանային սոլիտոնի կայունության վրա: Ուղիղ գծերի եղանակով կառուցվել է ռամանյան կոմպլեքս գործակից պարունակող Շրեդինգերի ոչ գծային հավասարման համար խառը խնդրի թվային լուծումը: Համաձայն այդ եղանակի, ածանցյալները ըստ ժամանակի փոխարինվել են վերջավոր տարբերություններով, իսկ տարածական փոփոխականը պահվել է անըդհատ: Արդյունքում ստացվել է սովորական դիֆերենցիալ հավասարումների համակարգ, որը լուծվել է Ռունգե-Կուտի եղանակով: Ընդ որում նկատի են առնվել բարձր կարգի ոչ գծային երևույթները: Այդ մոդելը նկարագրում է ֆեմտովարկյանային օպտիկական սոլիտոնի տարածումը միամոդ մանրաթելում: Դիտարկվել է այն դեպքը, երբ հաշվի են առնվում ոչ միայն հաճախությունից կախված ուժեղացումը, այլ նաև ոչ գծային դիսիպացիան, որը տեղի ունի հարկադիր կոմբինացիոն ցրման ժամանակ: Ստացված են պայմաններ մանրաթելի պարամետրերի և իմպուլսի սկզբնական էներգիայի, ինչպես նաև ալիքի երկարության վրա, որոնց առկայության դեպքում հնարավոր է սոլիտոնային լուծում: Հավասարման թվային լուծման ընթացքում կառուցվել է տարածման ժամանակ իմպուլսի պարուրիչի ժամանակային պրոֆիլի փոփոխությունը, երբ «5^0, և երբ «5= 0: Ստացվել է նաև իմպուլսի գագաթի հապաղման կախվածությունը անցած ճանապարհից, երբ օ:Տփ0: Using the method of lines (MOL) the existence of the analytic solitary-wave solutions for a high-order nonlinear Schrodinger equation (NLSE) under some physical constraints on the model coefficients is shown. Numerical solutions of the higher order NLSE with both real and imaginary Raman terms, which can model an femtosecond pulse propagation through single mode optical fiber has been found. It is shown that if the imaginary part of the Raman terms is equal to zero then there exist the first order solitary wave solution of NLSE. From the constraints for the solitary-wave solutions the conditions such as the wavelength needed to launch the pulse, the types of optical fibers, and the required peak power has been obtained. In particular, it’s shown that the analytic first order solitary-wave solution in the limit of a5 = 0 does exist. It’s obtained the dependence of pulse peak delay versus propagation distance when a5^ 0. In order to show the accuracy of the presented method, root-mean square value of error vector, corresponding to difference of initial soliton and solitary-wave solutions were calculated. The supercontinuum generation process by extremely short femtosecond laser pulse, propagated in a dispersion-flattened single-mode fiber at the zero dispersion wavelength, is studied. The higher order nonlinear Schrodinger equation (NLSE) where the fifth order nonlinearity, forth and fifth order dispersion terms are taking into account is considered. The results of numerical analysis of higher order NLSE performed by the method of lines (MOL) are presented. The dependences of femtosecond pulse instant frequencies versus time for propagation normalized distances E= 0.1; 0.4; 0.6 and 1 at normalized nonlinearity N2 = 10 are obtained. The dependences of femtosecond pulse normalized bandwidth Aro/ro0 versus propagation distance at N2 = 1; 3; 5; 7 and 10 are obtained.

    Item Type: Thesis (PhD)
    Additional Information: Գերարագագործ մանրաթելային կապի համակարգերում սոլիտոնների ձևավորման և տարածման առանձնահատկությունները:
    Uncontrolled Keywords: Հովհաննիսյան Կարեն Արթուրի
    Subjects: Physics
    Divisions: UNSPECIFIED
    Depositing User: NLA Circ. Dpt.
    Date Deposited: 10 May 2017 17:14
    Last Modified: 11 May 2017 15:20
    URI: http://etd.asj-oa.am/id/eprint/4642

    Actions (login required)

    View Item