摻鉺光纖同調非線性效應研究

Abstract

第一部分�研究目的共振脈衝在共振並具有克爾效應的脈衝中傳輸, 將與共振原子交互作用,若入射光強度超出閥值, 將有SIT-NLS光固子產生,其�速度的減少完全由SIT 成分所決定,而相位改變僅由NLS組成所影響.摻鉺 光纖在光纖通信系統中有極為廣泛的用途.本計 畫將探究在此類介質中的穩態傳輸,並對摻鉺光 纖做一深入探討,藉以獲得穩態傳輸的介質參數, 並研究摻鉺光纖放大器的傳輸特性.�研究方法:�藉由Maxwell-Bloch耦和方程式的推導,建立理論基 礎,並試圖分析解析解的存在條件.�在數值分析上,採用快速傅立葉轉換(FFT),並且 不省略Maxwell方程式的高階項,求得更精確的數值 結果.�以數值模擬的結果探討存在SIT-NLS光固子的穩 定,並討論穩態傳輸的可行性.�預期結果�建立完整的理論模式,做為實驗系統應用的參 考.�瞭解共振非線性介質的傳輸特性.�提供摻鉺光纖中存在穩態傳輸的參數.�瞭解短脈衝在現行摻鉺光纖放大器中的共振現 象.第二部分�研究目的光固子通信,可解決由色散造成的傳輸速率限制, 而具備了高放大倍數及低雜訊的摻鉺光纖放大器 ,亦被認定為取代傳統中繼器的最佳選擇,也在光 固子通信中,取代拉曼放大器而成為最有效的光 放大器.超高速率光固子通信之考慮,也隨著皮秒( 10/sup -12/秒)光固子通信技術已臻成熟,而漸受重 視.�研究方法�在不考慮ASE下,可使用半古典理論來描述光固 子在摻鉺光纖內之傳輸及放大,可以Maxwell-Bloch方 程加入高階非線性項.�將摻鉺光纖視為二階系統,並將高階色散,光震, 自我頻率飄移等現象加以考慮.�傳統光束傳播法,對部分高階項加入,可能有困 難,需尋求較複雜之數值分析法.�預期結果�在學術理論上,可明瞭光固子在摻鉺光纖內的 各種超快現象.