بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله با استفاده از روشهای عددی به شبیهسازی انتشار سالیتونهای جذبی تاریک برداری در یک کاواک فیبر لیزری باپاشندگی مدیریت شده پرداخته ایم و پهنای بهره را مورد مطالعه قرار دادهایم.
کلمات کلیدی: فیبرلیزر، سالیتونهای تاریک، پاشندگی مرتبه دو. کد دسته بندی مقاله:فیزیک اتمی و مولکولی
مقدمه
تشکیل سالیتون های جذبی در کاواکهایی با پاشندگی نرمال درفیبر لیزری غیرفعال با قفل شدگی مد با استفاده ازقطبش چرخشی غیر خطی - NPR - گزارش شده است .[1-2]تشکیل سالیتونها در نتیجه رقابت بین اثرات غیرخطی وپاشندگی است.اگر چه فرآیند قفلشدگی مد - NPR - در لیزرها شکل و رفتار سالیتون را تحت تاثیرقرار می دهد،اما اثر آن در شکل دهی سالیتون کمتر است.[3]بهعلاوه،مطالعات تجربی وتئوری نشان می دهند که سالیتونهای جذبی تولید شده درکاواک با پاشندگی مثبت خالص بزرگ دارای مشخصه های متفاوتی نسبت به آنهایی که در الگو کاواک با پاشندگی منفی تولید میشوند دارند. این تفاوتهامی-تواند در فرآیندهای شکل دهی سالیتون در روشهای پاشندگی کاواک دنبال شود. سالیتونهای تاریک از اهمیت زیادی در مدار -های مجتمع نوری برخوردارند سالیتون تاریک در فیبر با پاشندگی عادی ایجاد میشود. این نوع سالیتونها در سال 1973 کشف شده-اند. نمای شدت این سالیتونها به صورت یک فرورفتگی در موج زمینه میباشد و به سالیتون تاریک معروف هستند.که سالیتون تاریک به صورت یک گودال یا فرورفتگی در یک موج زمینه میباشد.
معادلات
ما از جفت معادلات گینزبرگ- لاندوا برای تکثیر پالسها در فیبر - های ضعیف دوشکستی استفاده کردیم با این تفاوت که در این جابه دلیل انتشار سالیتون تاریک پاشندگی مثبت فرض شده است: که در آن u و v پوشهای معمولی پالس های نوری دو مد متعامد قطبیده شده در فیبر نوریاند. اختلاف عدد موج بین دو مد هستند وطول موج کوچک هست. / 2 c 22 معکوس تفاوت سرعت گروه هست. k ضریب پراکندگی مرتبه دوم هست، k ضریب پراکندگی مرتبه سوم ، وغیر خطی بودن فیبر را نشان می دهد. g ضریب بهره قا بل اشباع فیبر و g پهنای باند بهره لیزر هست . برای فیبرهای ناآلاییده J 0 و برای فیبر آلاییده ایربیم، بهره اشباع به صورت زیر در نظر میگیریم : که Gضریب بهره سیگنال کوچک وpsat انرژی اشباع نرمال شده میباشد.جذب قابل اشباع SESAM با معادله نسبی زیرتوضیح داده میشود:[4]
از آنجایی که Trecزمان بهبودیا l0 طول اولیه جذب کننده،و Esat نرژی اشباع جذب کننده، پارامترهای مورد استفاده عبارتند از:
معادله NLS مربوط به سالیتونهای تاریک :
مشابه با معادله سالیتون روشن، با استفاده از روشهای تحلیلی می-توان جواب معادله فوق را با اعمال شرایط مرزی بدست آورد.فرض شده که جواب سالیتون تاریک به صورت - z, - ] u - z, - V - - exp[i باشد. تفاوت مهم بین این جواب و جواب سالیتون روشن در - V - است و مقدار V - - در، بزرگتر از صفر میشود. با اعمال شرایط مرزی جواب بصورت زیر بدست میآید: که در آن aدامنه سالیتون تاریک است. برای یک مقدار مشخص a ، معادله فوق یک نمونه سالیتون تاریک را توصیف می-کند.
نتیجه گیری
سالیتونهای تاریک در مقابل نوفه و پهن شدگی در مقایسه با سالیتونهای روشن پایدارترند .به همین دلیل به جای سالیتون های روشن در این مقاله به شبیهسازی سالیتونهای تاریک پرداختهایم.با استفاده از روش عددی کرا نک-نیکلسون انتشار سالیتون های
