1 孤子的发现

　　发现孤子现象源于 1834年，英国海军工程师ScottRussell注意到，在一条窄河道中，迅速拉一条船前进，当船突然停下来时，就会在船头形成一个孤立的水波迅速离开船头，并以 14~15km/h的速度前进，而波的形状、幅度维持不变，前进了 2~3km才消失 ，这就是着名的孤立波现象。孤立波是一种特殊形态的波，仅有一个波峰，可以在很长的传输距离内保持波形不变。但直到 1964年，人们才从孤立波现象中得到启发，引入了 “孤子”概念 。所谓孤子，是指像粒子那样的孤立的波包，能始终保持波形和速度不变，具有在互相碰撞后，仍能保持各自的形状和速度的特性 。当这种现象出现在光波中时就称为光孤子。

　　2 光孤子形成的原理

　　1973年，Hasegawa和 Tappert首次从理论上推断，无损光纤中能形成光孤子 。他们认为，当光脉冲在光纤中传播时，光纤的色散使得光脉冲中不同波长的光传播速度不一致，结果导致光脉冲展宽，限制了传输容量和传输距离。但当光纤的入纤功率足够大时，光纤中会产生非线性现象，它使传输中的光脉冲前沿群速度变大，后沿群速度变小，其结果是使脉冲缩窄。当光脉冲的展宽和压缩的作用相平衡时，就会产生一种新的光脉冲，形成信号脉冲无畸变传输，这时的光脉冲是孤立的，不受外界条件影响，因此称为光孤子 。1980年，贝尔实验室的Mollenauer等人用实验方法在光纤中观察到了孤子脉冲 。

　　目前已提出的其实验系统的构成方式种类较目前已提出的其实验系统的构成方式种类较多，但其基本部件却大体相同，图1所示即为基本组成结构。

　　图1中的孤子源并非严格意义上的孤子激光器，只是一种类似孤子的超短光脉冲源，它产生满足基本光孤子能量、频谱等要求的超短脉冲，这种超短光脉冲，在光纤中传输时自动压缩、整形而形成光孤子。电信号脉冲源通过调制器将信号载干光孤子流上，承载的光孤子流经EDFA放大后进入光纤传输。沿途需增加若干个光放大器，以补偿光脉冲的能量损失。同时需平衡非线性效应与色散效应，最终保证脉冲的幅度与形状稳定不变。在接收端通过光孤子检测装置、判决器或解调器及其它辅助装置实现信号的还原。