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适用于随机线性耦合所有状态下的多模光纤平均非线性方程

DOI：10.1016/j.yofte.2018.12.020 期刊：Optical Fiber Technology 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 我们推导出平均化方程来模拟多模光纤中非线性传播现象，这些方程适用于随机、线性、模间耦合的所有情况。该传播方程涵盖了线性耦合的三种现有状态——先前研究的两种全模（强）耦合与模群（弱）耦合，以及新发现的中间耦合状态。因此这些方程具有普适性，能够描述支持多空间模式的光纤中所有类型模间线性耦合所产生的非线性传播行为。我们通过数值模拟验证了这些新型平均化传播方程在非线性状态下的有效性。
作者： Shaival Buch，Sami Mumtaz，René-Jean Essiambre，Antonia M. Tulino，Govind P. Agrawal
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研究概述 实验方案

研究目的

为建立适用于多模光纤中非线性传播建模的平均方程，使其在包括中等耦合在内的所有随机线性模式耦合状态下均有效，并通过数值模拟验证这些方程。

研究成果

所建立的平均方程成功模拟了随机线性模式耦合所有状态（包括中间状态）下的非线性传输。数值验证表明，非线性损耗在中间耦合状态下最高，而采用强耦合状态可降低损耗，更为理想。该方法减少了计算时间，可应用于各类空分复用光纤。

研究不足

平均化处理忽略了群延迟的随机性，可能并非差分群延迟（DGD）的最佳指标。该模型采用特定光纤参数，未经调整可能不适用于所有多模光纤。数值模拟计算量较大，且需要多次实现才能保证精度。

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