Giới thiệu: Tại sao các vấn đề của phụ nữ trong ngành nhiếp ảnh hiện đại

Bộ xử lý không tuyến tính Schrödinger Equation (NSSE) là khung toán học nền tảng để mô tả các xung quang quang học phát tán như thế nào, đặc biệt khi các tính năng không cân đối cường độ trở nên quan trọng. Không có hệ thống NSE, thiết kế của ngày hôm nay& 817; hệ thống liên lạc sợi quang dài, hệ thống laser siêu nhanh, và các nguồn siêu lục địa rộng sẽ trở nên quan trọng hơn nhiều. Bằng cách kết hợp cả hai hiệu ứng không phân hủy và không tuyến tính, NLSS đã cho phép các kỹ sư dự đoán rằng các hiện tượng gây ra hoặc chất lượng, làm cho nó một hệ thống nghiên cứu và hệ thống thông tin thương mại cần thiết cho cả hai công cụ và hệ thống thương mại.

Bài báo này cung cấp một cái nhìn sâu sắc về NLSE, từ nguồn gốc vật lý đến ứng dụng quan trọng nhất trong quang học sợi. chúng ta sẽ tìm hiểu phương trình chi phối sự hình thành soliton, hình thành siêu lục địa, nén xung, và biến dạng tín hiệu, và thảo luận làm thế nào những hiểu biết này được áp dụng để đẩy các giới hạn của sự truyền tải dữ liệu và hiệu quả của thiết bị quang ảnh.

Phương trình không tuyến tính là gì?

NLE là một phương trình vi phân một phần mở rộng phương trình cổ điển (dòng chữ Srödinger bằng cách thêm một thuật ngữ tỷ lệ với hình vuông [FLT: 0] ). Trong bối cảnh của sợi quang học, dạng chuẩn thường được viết như:

i i

nơi [FLT:] là khoảng cách phát tán [FLT:] [FLT: t t t biểu thị phong bì khác nhau thời gian [FLT:] trong khung tham khảo di chuyển với xung động [FLT:] [FLT:] [FL: 7] là khoảng cách truyền bá dọc theo sợi [FLTT:], [FLTTTTT:4], [FLTTTT:], [VL:] và [V] là thời gian cho hiệu ứng bổ sung] của chỉ mục lục [V].

Phương trình cân bằng hai hiệu ứng cạnh tranh:

  • Sự thuyết phục (FLT: 0): [FLT: 1] gây ra các thành phần tần số khác nhau của một xung để di chuyển với tốc độ khác nhau, dẫn đến thời gian mở rộng và kêu lên.
  • Không tuyến tính (GLT:1) , nơi mà chỉ mục khúc xạ thay đổi mạnh mẽ, tạo ra sự tự thay đổi (SPM), trộn bốn sóng, và hiện tượng khác.

Khi hai hiệu ứng này được cân bằng cẩn thận, NLSE thừa nhận giải pháp ổn định [FLT: 0] chất liệu mà truyền bá hình dạng không thay đổi trong khoảng cách dài. Tính cân bằng tinh tế này là chìa khóa cho nhiều ứng dụng chất sợi tiên tiến.

Vai trò của sự phi tuyến tính

Hiệu ứng Krer nằm ở trung tâm của thuật ngữ phi tuyến tính của NLE. Trong phần lớn các sợi quang (thường dựa trên n2 I [FL:3), chỉ mục mới [FLT: 0] [FLT: 0] [FLT: 1] được cung cấp bởi [FLT] [FLT: 2] [FT] n0] n2 [FL:3], nơi [FLT:] [FLT:] [FLTTT:] [FLTTTTT:] [FLTTTTTTTT:] [FLTTTTTTT], NW], NW], [L: 0], NW], cách thức điều khiển sóng âm này sẽ tương tác động với hiệu ứng với xung âm và hiệu ứng với các biến động cơ khác (trypry-pisms)

Giải tán Regimes và NSE

Tùy thuộc vào dấu hiệu của tham số đa chiều 2, sợi được phân loại như:

  • Anomalous dispersion (Gập tắt 2 < 0): Hỗ trợ phát tán soliton vì giai đoạn tích cực của SPM có thể bù đắp cho âm thanh kêu than khỏi sự phân tán.
  • Không có sự phân tán nhiệt độ (G2 > 0): ) SPM và phân tán đều góp phần tạo nên xung động mở rộng, nhưng hiện tượng hữu ích như siêu lục địa có thể xảy ra dưới một số điều kiện nhất định.

Hiểu rõ những chế độ này là thiết yếu để thiết kế các sợi cho ứng dụng cụ thể, từ giao tiếp dựa trên soliton đến nguồn ánh sáng rộng băng tần.

Những ứng dụng quan trọng trong các vấn đề quan trọng

Dưới đây chúng ta xem xét những ứng dụng có tác động mạnh nhất, mỗi ứng dụng dựa trên khả năng diễn tả các xung không tuyến tính.

Truyền tín hiệu Soliton cho truyền thông cấp cao

Một trong những dự đoán thanh lịch nhất của NLSE là sự tồn tại [FLT: 0] [FLT: 1] [FLT: 1] [FLT:] [FLT: 1] [FLT:] [FLT: hình dạng của họ trên hàng ngàn km. Thứ nhất được đề xuất bởi Hasegawa và Tapper trong năm 1973] có thể thực hiện một cách thực nghiệm để hiển thị dữ liệu trong thập niên 1980, soliton cho phép gửi đi mà không cần thiết tuần hoàn trong hệ thống không chuyển đổi sang số không. [FL:] [FL:] Hệ thống cột cột sống [FL] [FL] dựa trên cơ sở dữ liệu [FL: T] có thể đạt được 100 tỷ lệ truyền bá/G/G2 trên một đường cong (đường cong) bằng cách sử dụng các tuần hoàn toàn bộ và định giới hạn và định giới hạn định giới hạn của TLS.

Thế hệ siêu lục địa

Khi các xung động cấp tính hoặc pimto giây được phóng ra thành một sợi quang tuyến tính cao (thường là sợi quang điện với sự phân tán được thiết kế). NLE tiên đoán sự mở rộng đáng kể của quang phổ thành siêu lục phân [FLT: 1 nguồn rộng các mảnh vỡ có nhiều oclic. Hiện tượng này từ các kịch bản liên hệ giữa SPM, bốn sóng, và Raman, tất cả các nguồn siêu lục địa được mô tả bởi các siêu thông tin siêu tân tinh [FLTT: 2] [FAM] [FTTTTTTTTTTM].

Nhịp tim và dao động

Các bản đồ NLE cung cấp một sơ đồ định dạng các xung quang quang có thể được gấp lại theo thời gian chỉ trong một vài femtoseconds. Bằng cách kích hoạt một xung âm thanh với độ phức tạp không tuyến tính và sự phân tán, tần số SPM có thể được xếp tuyến tính, và sau đó một bộ nén nén (như một cặp kêu nhỏ) loại bỏ các âm thanh, thu nhỏ xung động. Kỹ thuật này, được gọi là [FT: 0] solitic soliton [FL1], được dùng trong hệ thống laser siêu nhanh. Nhiều hơn nữa, giống như là xung âm (động cơ, tạo ra các dấu chấm, dấu chấm, dấu chấm, và xử lý các dấu hiệu cấp cao.

Khả năng thay đổi và tần số của thế hệ

Mô phỏng bất ổn định (MI) là một hiện tượng mà tín hiệu sóng liên tục trong sợi tự động sẽ phát triển thành một tàu điện cực mạnh, dẫn đến việc kết hợp các xung sóng siêu âm với nhau. Đây là nền tảng cho các bộ lọc quang học [FL: 0] [FL1], dùng để xác định độ chính xác của tôi, và các kỹ sư nâng cấp thời gian và thiết kế các dây xoắn ốc.

Sự méo mó tín hiệu và sự sửa đổi không tuyến tính

Trong khi các hiệu ứng không tuyến tính được khai thác cho ứng dụng có ích, chúng cũng gây ra sự méo mó trong hệ thống truyền thông dài ) (DBP), một kỹ thuật xử lý tín hiệu mà số hóa để thay thế sự biến đổi để giảm thiểu sự méo mó. Bằng cách giải quyết nghịch (với dấu hiệu khác cho sự biến dạng) có thể phục hồi tín hiệu gốc [FLTT: 1]. [LP] có thể tăng cường độ chính xác hơn. [L], một kỹ thuật xử lý tín hiệu mà kỹ thuật chuyển đổi số để giảm bớt sự méo mói rối loạn chức năng của hệ thần kinh. Bằng cách giải quyết nghịch lại (với dấu hiệu khác cho phép ký hiệu không thay thế, có thể phục hồi phục với các dấu hiệu gốc. [TTTT] có thể hiệu tăng cường độ tiến bộ trong vòng lặp lại, bằng cách thay thế cho phép sửa đổi kích thước thần kinh học gần như sau của mạng.

Những thử thách thực tế trong việc áp dụng hệ thống phụ khoa

Mặc dù các sợi tơ NSSE rất thành công, nhưng thực tế lại tách biệt với các giả định lý tưởng của nó.

  • Sự phân tán hàng cao hơn: cho rất ngắn xung (sub100 fs), thuật ngữ GVD thứ hai là không đủ; thứ ba và thứ tư thứ tự giải tán phải được bao gồm.
  • Raman và Brulin phân tán: ) Những quá trình rải rác không tích cực này thêm vào những phản ứng chậm không tuyến tính không bị thu hồi bởi thuật ngữ Krr. NLSE có thể mở rộng với chức năng phản ứng của Raman, nhưng điều này làm tăng tính phức tạp của máy tính.
  • Hiệu ứng phân cực : ) Sự phân tách trong sợi, cặp đôi hai thành phần phân cực, yêu cầu một hệ thống kết hợp NSEs (các phương trình Manakov).
  • Xin thông báo: cần thiết để phát âm tự phát, đánh đập tín hiệu, và tiếng ồn lượng tử ảnh hưởng đến sự hoang mang và sự co giật siêu lục địa.

Giải quyết những thách thức này đòi hỏi cả việc cân nhắc thử nghiệm và mô phỏng số học bằng cách sử dụng các giải pháp đa dạng của NSE như trong phần mềm thương mại (v., VPIphotonics, OptSim) hoặc mở gói mã nguồn (v. g., [FLT: 0] Pne ).

Hướng tương lai: NSE ngoài Silica Fibers

Các dây xơ NLSE không chỉ có các sợi không tuyến tính thông thường. Các nền tảng sóng đại diện như thủy tinh Chalcoide, các điện ảnh silicon, và khí ga đã lấp đầy các sợi rỗng - ngoại tuyến cực kỳ không tuyến tính, cần thiết phải cẩn thận mô hình NLSE. Thêm vào đó, phương trình được áp dụng cho động lực học mi- tan trong các máy vi tạo quang học (nơi mà hệ thống biến dạng NLE vào phương trình LutoLever). Việc học cũng được dùng để phát hiện các tính năng lượng cáp quang mới hoặc các phương trình tổng hợp của hệ thống định vị trí NLLE.

Khi dữ liệu tiếp tục tăng lên, NSSE sẽ vẫn là trung tâm của sự đổi mới. hiểu được cấu trúc toán học và các tác động vật lý của nó không chỉ đơn thuần là một bài tập học về học thuật - nó là một điều thiết thực cho bất kỳ kỹ sư hay nhà vật lý nào làm việc trên hệ thống quang kế tiếp.