Науковий вісник НГУ

Влияние ЛЧМ-импульса на взаимодействие солитонов c «чистой» линейной частотной модуляцией

• 
• 

Рейтинг:   / 0

ПлохоОтлично 

Подробности

Категория: Содержание №2 2020

Обновлено 10 Май 2020

Опубликовано 10 Май 2020

Просмотров: 436

Authors:

Х. Хелил, Университет Баджи Мохтар ‒ Аннаба, г. Аннаба, Алжир, email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

К. Саоучи, доктор технических наук, профессор, Университет Баджи Мохтар ‒ Аннаба, г. Аннаба, Алжир, email: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Д. Бахлул, доктор технических наук, профессор, Университет Хадж Лахдар ‒ Батна, г. Батна, Алжир

 повний текст / full article

Цель. Исследовать влияние ЛЧМ-импульса на взаимодействие солитонов.

Методика. Чтобы оценить влияние ЛЧМ-импульса на взаимодействие солитонов, наше исследование сфокусировано на фундаментальных солитонах, моделируемых на основе известного нелинейного уравнения Шредингера (НЛУШ), а также с использованием быстрого преобразования Фурье. Во-первых, мы рассматриваем влияние ЛЧМ-импульса, устанавливая различные значения дисперсии групповой скорости (ДГС) одного фундаментального солитона. Во-вторых, мы вводим ЛЧМ-импульс для двух фундаментальных солитонов, достаточно близких для того, чтобы создать Керр-индуцированную нелинейность; и при отсутствии ДГС исследуем его влияние на их взаимодействие. В заключение, мы применяем ЛЧМ-импульс для двух фундаментальных солитонов с разными фазами, амплитудами и порядком солитонов, чтобы сравнить его влияние на взаимодействия во всевозможных случаях.

Результаты. ЛЧМ-импульс является полезным для того, чтобы исключить взаимодействия при отсутствии ДГС.

Научная новизна. Состоит в использовании ЛЧМ-импульса без ДГС, для того, чтобы разделить два солитона, которые подвергаются притяжению или отталкиванию.

Практическая значимость. Данное исследование показывает, что при параметре дисперсии групповой скорости b₂ = -25 пс²/км и параметре ЛЧМ-импульса C₁ = 0,5 или C₂ = -0,5 (C₁, C₂ – коэффициенты ЛЧМ-импульса первого и второго солитона соответственно) получено дополнительное периодическое сжатие. Далее мы постепенно снижаем ДГС до нуля; здесь мы обнаруживаем постоянное сжатие вместо периодического. В заключении, мы рассматриваем влияние параметра ЛЧМ-импульса на два смежных фундаментальных солитона для параметров ЛЧМ-импульса C = 2, 3 и 4 с разными значениями скорости передачи битов t = 2 и 3. В довершение всего, мы варьируем исходные параметры солитонов, такие как фаза, амплитуда и порядок солитонов.

References.

1. Govind, Agrawal (2012). Nonlinear Fiber Optics. Elsevier Science. Retrieved from: https://www.worldcat.org/title/nonlinear-fiber-optics/oclc/1003616272.

2. Boling Guo, Zaihui Gan, Linghai Kong, & Jingjun Zhang (2016). The Zakharov System and its Soliton Solutions. Springer Singapore. https://doi.org/10.1007/978-981-10-2582-2.

3. Hasegawa, A., & Kodama, Y. (1995). Solitons in optical communications. Oxford University Press, New York, Clarendon Press. ISBN: 0198565070.

4. Yang, C. Y., Li, W. Y., Yu, W. T., Liu, M. L., Zhang, Y. J., Ma, G. L., Lei, M., & Liu, W. J. (2018). Amplification, reshaping, fission and annihilation of optical solitons in dispersion-decreasing fiber, Nonlinear Dynamics, 92, 203-213. https://doi.org/10.1007/s11071-018-4049-9.

5. Liu, W. J., Yang, C. Y., Liu, M. L., Yu, W. T., Zhang, Y. J., & Lei, M. (2017). Effect of high-order dispersion on three-soliton interactions for the variable-coefficients Hirota equation. Physical Review E, 96, 042201. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.96.042201.

6. Qiu, D., He, J., Zhang, Y., & Porsezian, K. (2015). The Darboux transformation of the Kundu–Eckhaus equation. Proceedings of the Royal Society A. https://doi.org/10.1098/rspa.2015.0236.

7. Elsayed, M. E. Zayed, & Abdul-Ghani Al-Nowehy (2017). The solitary wave ansatz method for finding the exact bright and dark soliton solutions of two nonlinear Schrödinger equations. Journal of the Association of Arab Universities for Basic and Applied Sciences, 24(1), 184-190. https://doi.org/10.1016/j.jaubas.2016.09.003.

8. Wang, P., Tian, B., Liu, W. J., & Sun, K. (2014). N-soliton solutions, Bäcklund transformation and conservation laws for the integro-differential nonlinear Schröbinger equation from the isotropic inhomogeneous Heisenberg spin magnetic chain. Computational Mathematics and Mathematical Physics, 54(4), 727-743. https://doi.org/10.1134/S0965542514040125.

9. Barbara Prinari, Alyssa K. Ortiz, Cornelis van der Mee, & Marek Grabowski (2018). Inverse Scattering Transform and Solitons for Square Matrix Nonlinear Schrödinger Equation. Studies in Applied Mathematics. https://doi.org/10.1111/sapm.12223.

10. Antwiwaa, A. (2012). Effect of Interaction Caused by Relative Phase, Amplitude and Spacing on Neighboring Soliton Pulses. Proceedings of the World Congress on Engineering, Vol IIWCE. London, 1-4. ISBN: 978-988-19252-1-3.

11. Prannay Balla, Shaival Buch, & Govind P. Agrawal (2017). Effect of Raman scattering on soliton interactions in optical fibers. Rochester: The Institute of Optics, University of Rochester, New York 14627, USA, 34(6), 1247-1254. https://doi.org/10.1364/JOSAB.34.001247.

12. Rajeev Sharma (2014). Numerical simulations of collision behaviors of optical solitons in a Kerr law media. International Journal of Electronics, Communication & Instrumentation Engineering Research and Development, 4(4), 51-54. ISSN(P): 2249-684X; ISSN(E): 2249-7951.

13. Chunyu Yang, Qin Zhou, Houria Triki, Mohammad Mirzazadeh, Mehmet Ekici, Wen-Jun Liu, Anjan Biswas, & Milivoj Belic (2018). Bright soliton interactions in a (2+1)-dimensional fourth-order variable-coefficient nonlinear Schrödinger equation for the Heisenberg ferromagnetic spin chain. Nonlinear Dynamics, 95, 983-994. https://doi.org/10.1007/s11071-018-4609-z.

14. Triki, H., Porsezian, K., & Grelu, P. (2016). Chirped soliton solutions for the generalized nonlinear Schrödinger equation with polynomial nonlinearity and non-Kerr terms of arbitrary order. Journal of Optics, 18(7). https://doi.org/10.1088/2040-8978/18/7/075504.

15. Andrea Blanco-Redondo, C. Martijn de Sterke, J. E. Sipe, Thomas F. Krauss, Benjamin J. Eggleton, & Chad Husko (2016). Pure-Quartic Solitons. Nature communications, 7, 10427. https://doi.org/10.1038/ncomms10427.

16. Senthilnathan, K., Nakkeeran, K., Qian Li, & Wai, P. K. A. (2017). Chirped Optical Solitons. High Degree Pulse Compression. International Journal of Latest Engineering Research and Applications, 2(2), 49-53. ISSN: 2455-7137. https://doi.org/10.1109/OECC.2009.5214444.

• < Назад
• Вперёд >