基于半隐式方法的光纤布拉格光栅非线性传输特性数值仿真

本文主要探讨了"光纤布拉格光栅非线性传输特性的数值仿真"这一主题，发表于2012年的《电子科技大学学报》第41卷第3期。作者彭拥军、邱昆、武保剑和纪四潍来自电子科技大学宽带光纤传输与通信网络重点实验室，他们针对光纤布拉格光栅的非线性耦合模方程组的数值求解问题提出了创新的方法。 在传统数值仿真中，解决这类复杂系统时可能会遇到冲击响应导致的结果失真问题。为此，研究者设计了一种基于半隐式龙格-库塔法和简单迭代的单步系统，这种方法旨在简化计算过程，提高精度的同时降低计算工作量，防止数值计算出现发散现象。这种新的数值求解策略在保持模拟结果准确性的前提下，实现了算法的高效性和稳定性。 作者将这一方法应用到光纤布拉格光栅的静态和动态仿真中，构建了一个统一的数值模型，特别关注了平滑技术的应用，这有助于减少噪声和提高模拟结果的清晰度。在研究中，他们对比了相移光栅与均匀光栅在连续波和脉冲输入下的非线性传输特性，发现相移光栅的开关阈值功率相对较低，显示出其潜在的优势。 动态情况下，文章进一步展示了不同峰值功率脉冲通过光纤布拉格光栅后的输出时域特征，证明了光纤布拉格光栅能够实现非线性全光调谐延迟，这对于光纤通信系统中的信号处理和控制具有重要意义。关键词包括光纤布拉格光栅、非线性耦合模方程、非线性光学、光学双稳态以及半隐式龙格-库塔法等，这些都揭示了研究的核心技术和应用领域。 这篇文章不仅提供了一种有效的数值仿真技术，还展示了光纤布拉格光栅在非线性光通信中的实际应用前景，对于推动光纤通信技术的发展具有理论和实践价值。