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RP ProPulse – Simulation der Ausbreitung ultrakurzer Pulse

Beispiel: Solitonen höherer Ordnung

Hier wird die Propagation von Solitonen höherer Ordnung simuliert. Solche Pulse haben nicht eine konstante zeitliche und spektrale Form, sondern ihre Form oszilliert periodisch (mit der sogenannten Solitonen-Periode).

Aus den gegebenen Parametern der Faser (chromatische Dispersion und Kerr-Nichtlinearität) berechnet das Skript die Solitonenergie für eine gegebene Ordnung. Im folgenden wird die Ordnung 3 angenommen. Der Startpuls wird mit der Form eines fundamentalen Solitons mit der berechneten Energie initialisiert.

In der Simulation wird ein Faserstück formal definiert als ein optisches Element eines Resonators. Die “Resonatorumläufe” entsprechen also dem Durchlaufen von immer weiteren Stücken der Faser.

Die zeitliche Entwicklung wird über eine animierte Grafik dargestellt. Hierzu werden im Skript viele Grafikfenster für verschiedene Stellen der Faser erzeugt, und deren Inhalte werden dann in einer einzigen “animated GIF”-Datei gespeichert.

zeitliche Entwicklung eines Solitons dritter Ordnung

Die Entwicklung der zeitlichen Form (über zwei Solitonenperioden) kann auch mit einer Farbskala gezeigt werden:

zeitliche Entwicklung eines Solitons dritter Ordnung

Dasselbe für den Frequenzraum:

zeitliche Entwicklung eines Solitons dritter Ordnung

(zurück zu der Liste der Beispiele)

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