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Beispiel: Solitonen höherer Ordnung

Beschreibung des Modells

Wie simulieren die Ausbreitung von Solitonen höherer Ordnung in einer Glasfaser. Die chromatische Dispersion wird mit dem eingebauten mode solver berechnet. Da die Faser signifikante Dispersion dritter Ordnung aufweist, weicht die Entwicklung der Solitonen etwas von der ab, wie sie ohne Dispersion höherer Ordnung geschähe – insbesondere wenn der Startpuls ziemlich kurz ist. Die Simulation wird mit einem Puls gestartet, der zum einem Soliton 4. Ordnung gehören würde, wenn die Faser keine Dispersion höherer Ordnung hätte.

Ergebnisse

Abbildung 1 zeigt die Entwicklung des zeitlichen Profils in der Faser.

higher-order soliton pulse
Abbildung 1: Zeitliches Profil des Pulses, wie es sich in der Faser entwickelt. Die Faserlänge entspricht einer Solitonenperiode (92 m).

Abbildung 2 zeigt dasselbe mit einem Farbdiagramm. Hier sieht man deutlicher, dass der ursprüngliche Puls nach einer Solitonenperiode nicht wirklich wiederhergestellt wird. Dies liegt an der Dispersion höherer Ordnung in der Faser. Für längere Pulse wäre dieser Effekt weniger ausgeprägt.

higher-order soliton pulse
Abbildung 2: Entwicklung des Pulses in der zeitlichen Domäne.

Abbildung 3 zeigt die spektrale Entwicklung.

higher-order soliton pulse
Abbildung 3: Entwicklung des Spektrum des Pulses.

Abbildung 4 ist eine bewegte Grafik, die das Spektrogramm des Pulses nacheinander an verschiedenen Positionen entlang der Faser anzeigt.

higher-order soliton pulse
Abbildung 4: Entwicklung des Spektrogramms des Pulses.

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