以光孤子脈沖作為信息載體的全光通信系統(tǒng)己成為近年來的研究熱點，非線性光纖耦合器作為此類系統(tǒng)的關(guān)鍵器件也引起高度重視用雙芯光纖制作的光纖耦合器是利用光的消逝場在兩根纖芯之間的耦合作用，實現(xiàn)對光功率、波長和極化態(tài)等參數(shù)的選擇功含能雙芯光纖的兩纖芯實際上形成一對平行光波導(dǎo)。對其分析一直是一個重要的研究課題分析方法有兩種：正規(guī)模方法和耦合模方法前者是將兩纖芯和包層作為一個整體，研究復(fù)合波導(dǎo)模式間的相互作用，后者則是研究光場在各個獨立的纖芯之間的相互作用，前者分析雙芯光纖雖然，但只有在極少數(shù)幾種折射率分布的介質(zhì)時才能得到嚴格的解析解，而對大多數(shù)實際情況，只能得到近似解或數(shù)值解，后者由于其直觀性和簡潔性，可以方便用于各種耦合波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，具有特別重要的應(yīng)用價值當普通的脈沖（如高斯脈沖）在雙芯光纖中傳輸時，由于非線性的耦合作用，在傳輸過程中，脈沖會發(fā)生破裂，這對光纖數(shù)字通信十分不利，它會引起不*開關(guān)并導(dǎo)致傳輸信號串話，這樣一來，為了避免脈沖發(fā)生破裂，利用光孤子傳輸是的辦法之一。本文應(yīng)用耦合模理論，對耦合非線性薛定格方程數(shù)值模擬，利用數(shù)值模擬方法研究了含三階色散的色散位移雙芯光纖中單孤子脈沖的耦合傳輸特1性1理論模型對非線性同質(zhì)雙芯色散位移光纖，忽略信號損耗或假設(shè)能由周期放大器提供的益正好與之抵消），考慮三階色散的影響，則可用如下的非線性薛定諤方程組來描述其中的光孤子耦合傳輸：系數(shù)和三階色散參數(shù)它們分別表示為：其中AiA2為兩芯中孤子脈沖的光場實際振幅，z為傳輸距離，t為時間，Vg=dk/dU為群速度，r為光纖的非線性系數(shù)，f為低階色散參數(shù)，T=Tfwhkm幾763為孤子脈沖初始半寬度。
初始條件為：在輸入端，兩纖芯中單芯或同時雙芯注入單孤子：模型的具體參數(shù)選?。嚎紤]中心波長1. 55、初始半功率點全寬Tfw.*=2ps的孤子傳輸，光纖的參數(shù)UU分別選取為-Q5ps2/km和0. 1ps2/km，則由定義可算出e= 0.03，因此本文就在這個值的附近選值進行計算為了突出光纖耦合作用以及三階色散的影響而又不至于太強的耦合破壞孤子的存在，光纖耦合系數(shù)選在k=0.1~0.6范圍取值。24. 2數(shù)值模擬由于方程（1）一般難于解析求解，故采用分步傅立葉變換方法進行數(shù)值求解首先考察耦合作用對孤子脈沖傳輸?shù)挠绊?。?K2的圖陣形式示出了不同條件下的模擬結(jié)果，其中兩列中的圖分別對應(yīng)雙芯光纖的兩根纖芯的情況，不同的行則對應(yīng)不同的耦合系數(shù)。從圖中可以看到，與目前己知的研究結(jié)果相比較，在三階色散影響下，兩纖芯之間仍能出現(xiàn)周期性的光功率*交換，而且隨著耦合系數(shù)的加，耦合交換周期也變小此外，還可看出，耦合越強，基波孤子的傳輸穩(wěn)定性越差其次考慮三階色散對孤子傳輸?shù)挠绊懛謩e取三階色散參數(shù)e為Q06 0.10.15，相應(yīng)的模擬結(jié)果示于中的各行根據(jù)圖中標注的刻度，可以看出，隨著三階色散作用的加強，孤子將沿時間軸向右漂移，即出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，而且延遲量與傳輸距離成線性關(guān)系。如果還將（c）（d）與串聯(lián)起來觀察，這種延遲現(xiàn)象將更為明顯（（c）（d）除了e值不同外，其他參數(shù)均與相同）。
不同三階色散參數(shù)下雙芯光纖中的孤子傳輸結(jié)果左右圖列對應(yīng)兩纖芯，各圖中三階色散參數(shù)均為0.35（a）、（b）：上述三階色散作用下的延遲響應(yīng)既不是自陡峭效應(yīng)引起的延遲，也不是自頻移效應(yīng)（也稱非線性響應(yīng)延遲效應(yīng)）引起的延遲，而是另一種獨立的延遲（為方便，這里不妨分別稱它們?yōu)樽远盖脱舆t、自頻移延遲和三階色散延遲），因為在我們給出的模型方程（1）中，并沒有引入isf（lU2u）和-fuf（IU 2）這兩個相應(yīng)用來描述自陡峭效應(yīng)和自頻移效應(yīng)的項不過，如果去考察我們這里情況中的脈沖頻譜，見，則會發(fā)現(xiàn)三階色散下的延遲響應(yīng)也存在著頻移。都是取k=別考慮不同三階色散參數(shù)時芯1中的孤子頻譜，可見，隨著三階色散參數(shù)的大，孤子頻譜出現(xiàn)遠離中心的蘭移分量，而且還可見偏離較小的紅移另可注意到，隨著三階色散系數(shù)e的大，蘭移分量本身相對地在作紅移。由此可得知三階色散延遲與自陡峭延遲、自頻移延遲的區(qū)別：一般自陡峭效應(yīng)和自頻移效應(yīng)都出現(xiàn)十分顯著的紅移分量，紅移分量反而成了主峰，以至在時域上看去，孤子分裂出的次峰一般會處于主峰的左側(cè)，對于自頻移效應(yīng)雖也常常還伴有蘭移現(xiàn)象，但不顯著；三階色散延遲時，則蘭移分量較未頻移分量小，主峰始終代表未頻移的分量因此表現(xiàn)在時域上，孤子脈沖后沿出現(xiàn)的次峰強度總是小于主峰強度。當然，這種區(qū)別都是針對不長的傳輸距離而言的，因為隨著傳輸距離不斷加，三種作用zui終都會導(dǎo)致孤子*衰變，主峰也不復(fù)存在，那時無從比較掌握了這些規(guī)律，就有助于在設(shè)計光纖耦合器時去區(qū)分延遲響應(yīng)，或去考慮應(yīng)用它。特別是，因為對于線性的三階色散作用，其延遲響應(yīng)是線性的，所以不難把握它。
3結(jié)論根據(jù)數(shù)值計算表明三階色散作用下雙芯光纖中的孤子傳輸存在著時間延遲響應(yīng)它既不是自陡峭響應(yīng)引起的延遲，也不是自頻移效應(yīng)引起的延遲，而是另一種獨立的延遲三階色散下的延遲響應(yīng)也存在著頻移，通過頻譜分析得知三階色散延遲與自陡峭延遲、自頻移延遲均有區(qū)別：一般自陡峭效應(yīng)和自頻移效應(yīng)的紅移分量顯著，自頻移效應(yīng)常常還伴有蘭移現(xiàn)象，三階色散延遲時，則蘭移分量較未頻移分量小且?guī)缀醪怀霈F(xiàn)紅移分量，但隨著三階色散系數(shù)的大，蘭移分量自身將不斷紅移。