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(lái)的研究熱點(diǎn)，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(chǎng)在兩根纖芯之間的耦合作用，實(shí)現(xiàn)對(duì)光功率、波長(zhǎng)和極化態(tài)等參數(shù)的選擇功含能雙芯光纖的兩纖芯實(shí)際上形成一對(duì)平行光波導(dǎo)。對(duì)其分析一直是一個(gè)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(gè)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(chǎng)在各個(gè)獨(dú)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(shí)才能得到嚴(yán)格的解析解，而對(duì)大多數(shù)實(shí)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(jiǎn)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(jià)值當(dāng)普通的脈沖（如高斯脈沖）在雙芯光纖中傳輸時(shí)，由于非線性的耦合作用，在傳輸過(guò)程中，脈沖會(huì)發(fā)生破裂，這對(duì)光纖數(shù)字通信十分不利，它會(huì)引起不*開(kāi)關(guān)并導(dǎo)致傳輸信號(hào)串話，這樣一來(lái)，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(duì)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(duì)非線性同質(zhì)雙芯色散位移光纖，忽略信號(hào)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(lái)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(chǎng)實(shí)際振幅，z為傳輸距離，t為時(shí)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(shí)雙芯注入單孤子：模型的具體參數(shù)選取：考慮中心波長(zhǎng)1. 55、初始半功率點(diǎn)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(gè)值的附近選值進(jìn)行計(jì)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(qiáng)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(jìn)行數(shù)值求解首先考察耦合作用對(duì)孤子脈沖傳輸?shù)挠绊憽Ｒ?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(duì)應(yīng)雙芯光纖的兩根纖芯的情況，不同的行則對(duì)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(qiáng)，基波孤子的傳輸穩(wěn)定性越差其次考慮三階色散對(duì)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(biāo)注的刻度，可以看出，隨著三階色散作用的加強(qiáng)，孤子將沿時(shí)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(lái)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(duì)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(dú)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?yàn)樵谖覀兘o出的模型方程（1）中，并沒(méi)有引入isf（lU2u）和-fuf（IU 2）這兩個(gè)相應(yīng)用來(lái)描述自陡峭效應(yīng)和自頻移效應(yīng)的項(xiàng)不過(guò)，如果去考察我們這里情況中的脈沖頻譜，見(jiàn)，則會(huì)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(shí)芯1中的孤子頻譜，可見(jiàn)，隨著三階色散參數(shù)的大，孤子頻譜出現(xiàn)遠(yuǎn)離中心的蘭移分量，而且還可見(jiàn)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(duì)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(shí)域上看去，孤子分裂出的次峰一般會(huì)處于主峰的左側(cè)，對(duì)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(shí)，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(shí)域上，孤子脈沖后沿出現(xiàn)的次峰強(qiáng)度總是小于主峰強(qiáng)度。當(dāng)然，這種區(qū)別都是針對(duì)不長(zhǎng)的傳輸距離而言的，因?yàn)殡S著傳輸距離不斷加，三種作用zui終都會(huì)導(dǎo)致孤子*衰變，主峰也不復(fù)存在，那時(shí)無(wú)從比較掌握了這些規(guī)律，就有助于在設(shè)計(jì)光纖耦合器時(shí)去區(qū)分延遲響應(yīng)，或去考慮應(yīng)用它。特別是，因?yàn)閷?duì)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(jì)算表明三階色散作用下雙芯光纖中的孤子傳輸存在著時(shí)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(dú)立的延遲三階色散下的延遲響應(yīng)也存在著頻移，通過(guò)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(shí)，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。