1、i湖 南 科 技 大 学毕 业 设 计（ 论 文 ）题目 孤子研究进展作者学院 物理与电子科学学院专业 物理学学号指导教师二一三 年 5 月 10 日ii湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）任务书物理与电子科学 院 物理 系（教研室）系（教研室）主任: （签名） 年 月 日学生姓名: 学号: 专业: 物理学 1 设计（论文）题目及专题： 孤子研究进展 2 学生设计（论文）时间：自 2012 年 12 月 1 日开始至 2013 年 5 月 26 日止3 设计（论文）所用资源和参考资料：【1】教育部师范教育司组织编写20 世纪物理学概观 ，上海：上海科学出版社，1999。【2】陈陆军，梁昌洪孤
2、子理论及其应用 。西安：西安电子科技大学出版社。1997。【3】黄景宁，徐济重等孤子概念原理和应用 。北京：高等教育出版社。2004.【4】王博，李利平光孤子通信技术及前景展望 。科技信息。2010。【5】江兴新型半导体激光器 。半导体信息。2008。【6】张冰志，崔虎，佘卫龙光折变空间孤子研究进展 。物理 2008。【7】谷超豪非线性现象的个性与共性科学（44 卷） 。1992。4 设计（论文）应完成的主要内容：（1）介绍什么是孤子，孤子问题的起源和特点（2）介绍孤子在几个重要领域发展历程（3）目前孤子的应用现状（4）孤子未来应用展望5 提交设计（论文）形式（设计说明与图纸或论文等）及要求：
3、1 查阅资料，撰写 8000 字以上理论推导性论文， 2 要求查阅参考文献 15 篇以上， 3 推导严密,结构严谨,语句通畅，用词准确，图表清晰，并于 5 月底上交论文6 发题时间： 2012 年 12 月 1 日指导教师： （签名）学 生： （签名）iii湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）指导人评语主要对学生毕业设计（论文）的工作态度，研究内容与方法，工作量，文献应用，创新性，实用性，科学性，文本（图纸）规范程度，存在的不足等进行综合评价杨军的毕业论文介绍了孤子的研究发展历程，详细阐述了孤子研究几个重要领域的发展以及在光纤通信，导电塑料，电磁导弹，激光等方面的应用。文章最后对孤子的未来进
4、行了大胆展望。杨军在论文写作过程中，态度认真，文献材料收集详实，充分调研了国内外研究现状，基本完成了论文的主体工作，达到了论文开题报告提出的基本要求。对论文所涉及的技术原理的叙述基本正确。论文格式正确，书写规范，条理清晰，语言流畅。杨军严格按照论文写作要求以及进度完成了论文的撰写，论文达到了学士学位论文标准，是一篇合格的毕业论文。指导人： （签名）年 月 日指导人评定成绩： 中 iv湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）评阅人评语主要对学生毕业设计（论文）的文本格式、图纸规范程度，工作量，研究内容与方法，实用性与科学性，结论和存在的不足等进行综合评价评阅人： （签名）年 月 日评阅人评定成绩：
5、 v湖 南 科 技 大 学毕业设计（论文）答辩记录日期： 学生： 学号： 班级： 题目： 提交毕业设计（论文）答辩委员会下列材料：1 设计（论文）说明书 共 页2 设计（论文）图 纸 共 页3 指导人、评阅人评语 共 页毕业设计（论文）答辩委员会评语：主要对学生毕业设计（论文）的研究思路，设计（论文）质量，文本图纸规范程度和对设计（论文）的介绍，回答问题情况等进行综合评价答辩委员会主任： （签名）委员： （签名）（签名）（签名）（签名）答辩成绩： 总评成绩： vi摘要本文阐述了什么是孤子，以及其起源。主要介绍孤子在几个重要领域的研究发展历程，列举了几个典型例子加深对孤子研究发展的认识。例如孤子
6、研究在光纤通信中的发展，孤子研究在生命体过程中的发展，孤子研究在折变空间的发展等。另外详细列举了孤子目前的应用状况，主要的应用有光纤通信，导电塑料，电磁导弹，激光等。除此之外孤子的应用之广泛，在物理，化学，生物，数学等领域都有极大地应用。文章最后对孤子的未来进行了大胆展望。关键词：孤子，光纤通信，导电塑料，电磁导弹，半导体激光器，激光。viiABSTRACTThis thesis introduces the origin of the soliton theory. Mainly introduced the research and development course about sol
7、iton in several important areas,then enumerates several typical examples to deepen the understanding of soliton research and development.Such as the research and development of soliton in the optical fiber communication.such as the research and development of soliton in living process.such as the re
8、search and development of soliton in physical space and so on . Also detailed the application situation of the soliton, main applications of optical fiber communication, conductive plastic, electromagnetic missile, laser, and so on. Besides soliton is widely applied in physics, chemistry, biology, m
9、athematics and other fields . Finally, the outlook of its future application.Keywords： soliton; Optical fiber communication；Conductive plastic; The electromagnetic missile; Semiconductor laser; The laser;湖南科技大学本科生毕业设计（论文）viii目 录第一章 前言.- 1 -第二章 孤子.- 3 -第三章 孤子研究在几个重要领域的发展历程.- 5 - 3.1 孤子研究在纤通信中的发展.- 5
10、-3.2 孤子研究在生命体过程中的发展.- 5 -3.3 孤子研究在折变空间的发展.- 6 -3.4 孤子研究在新型半导体激光器中的发展.- 6 -第四章 孤子的应用现状.- 8 -4.1 光孤子通信.- 8 -4.2 导电塑料.- 9 -4.3 电磁导弹.- 10 -4.4 激光.- 10 -第五章 结语.- 12 -参考文献.- 14 -致 谢.- 15 - 湖南科技大学本科生毕业设计（论文）1第一章 前言一个新科学问题的发现往往需要科学家具备敏锐的眼光，超强的洞察能力，以及天马行空的科学思维。万有引力引力的发现显然就是因为牛顿超乎常人的洞察力以及实验能力，阿基米德在浴缸里发现浮力定律显然
11、是因为他具备了洞悉世事的能力。历史上很多科学问题的发现都具有类似之处。孤子的发现也沿着同样的历史道路，孤子堪称十九世纪最伟大的发现之一，它丰富了非线性科学。半个世纪以来，孤子在各个领域的应用为人类带去了福音。人类应该向伟大的罗素致敬，正是由于他的善于观察、细致入微、大胆追求、找到了孤子这个一直隐藏的迷。科学的探索是一个艰难的过程，需要非常人的毅力，要敢于面对质疑。在当时那个年代，局限于科学水平，罗素也没办法清楚的向世人解释孤子的奥秘。既然是新的理论或多或少都能引起世人的关注，孤子理论开始慢慢的发展，直到二十世纪六十年代，孤子才突破了科学水平的束缚，迎来了发展的高峰。此后孤子的的支脉已经伸进各个
12、领域。当孤子理论提出的那天，孤子便有其独特的性质。孤子也叫孤立子，是一种孤波。既然孤子是一种波，波动性便是其中的主要性质。但是孤子体现的是波粒二象性，孤子有色散与非线性的特点以及它独特的运动机制。自然界很多事情是相辅相成的，正如色散与非线性共同作用构成了一个和谐的统一体。孤子的运动过程中伴随非线性与色散的双重作用, 而且两者的作用效果恰恰具有完全相反的效果。波包稳定要形成孤子必须是二者以相互补充的方式协调，波包处在运动平衡的态势。对于物理学来说孤子确实是一个惊天动地的发现，更令人振奋的是孤子在各个领域都有其作用，尤其在数学方面，推动了数学方法上发展。人类的探索欲望无穷无尽，经历了电子时代的人都
13、在寻找一种更快更稳定的传输方式，孤子的空降解决了这一难题，所以孤子最主要的应用领域在光通信方面。人类在工业的发展上一直追求高效率，节能省材，无污染。孤子在工业生产中也得到了极大地应用，例如导电塑料，激光等。未来战争的模式是毁灭性的，各国的武器竞争愈演愈烈，孤子的出现丰富了武器种类，例如运用孤子制造了电磁导弹一种杀伤能力极大地武器。激光这种能量高、稳定性强、运用范围极广的新型事物，正是在孤子理论运用中发展起来的。它给整个世界带来的影响随处可见，激光切割、激光武器、这些都是激光的应用。孤子的真正发展的时间还不长，未来的应用前景将会更加广泛。非线性科学成为主角将是未来的发展趋势，孤子作为旗下的一支，有其独特的魅力。在数字化的时代，速度决定了一切，我们追求速度，孤子的出现为我们提供了坚强的后盾。孤子的发展湖南科技大学本科生毕业设计（论文）2会是使世界翻天地覆变化的重要因素，以至于如今科学家们都可以预见孤子未来的应用前景。科学家们最期待的就是光孤子传输技术，这是造福于民的工程。当然，这里面还有许多的技术难关还没解决。这就给人们带去了动力，科学的探索中需要一些难题，这样可以极大地丰富科学领域。
