孤子研究進(jìn)展

第一章前言一個(gè)新科學(xué)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)往往需要科學(xué)家具備敏銳的眼光，超強(qiáng)的洞察能力，以及天馬行空的科學(xué)思維。萬(wàn)有引力引力的發(fā)現(xiàn)顯然就是因?yàn)榕ｎD超乎常人的洞察力以及實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，阿基米德在浴缸里發(fā)現(xiàn)浮力定律顯然是因?yàn)樗邆淞硕聪な朗碌哪芰Αv史上很多科學(xué)問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)都具有類(lèi)似之處。孤子的發(fā)現(xiàn)也沿著同樣的歷史道路，孤子堪稱(chēng)十九世紀(jì)最偉大的發(fā)現(xiàn)之一，它豐富了非線性科學(xué)。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，孤子在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用為人類(lèi)帶去了福音。人類(lèi)應(yīng)該向偉大的羅素致敬，正是由于他的善于觀察、細(xì)致入微、大膽追求、找到了孤子這個(gè)一直隱藏的迷?？茖W(xué)的探索是一個(gè)艱難的過(guò)程，需要非常人的毅力，要敢于面對(duì)質(zhì)疑。在當(dāng)時(shí)那個(gè)年代，局限于科學(xué)水平，羅素也沒(méi)辦法清楚的向世人解釋孤子的奧秘。既然是新的理論或多或少都能引起世人的關(guān)注，孤子理論開(kāi)始慢慢的發(fā)展，直到二十世紀(jì)六十年代，孤子才突破了科學(xué)水平的束縛，迎來(lái)了發(fā)展的高峰。此后孤子的的支脈已經(jīng)伸進(jìn)各個(gè)領(lǐng)域。當(dāng)孤子理論提出的那天，孤子便有其獨(dú)特的性質(zhì)。孤子也叫孤立子，是一種孤波。既然孤子是一種波，波動(dòng)性便是其中的主要性質(zhì)。但是孤子體現(xiàn)的是波粒二象性，孤子有色散與非線性的特點(diǎn)以及它獨(dú)特的運(yùn)動(dòng)機(jī)制。自然界很多事情是相輔相成的，正如色散與非線性共同作用構(gòu)成了一個(gè)和諧的統(tǒng)一體。孤子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中伴隨非線性與色散的雙重作用,而且兩者的作用效果恰恰具有完全相反的效果。波包穩(wěn)定要形成孤子必須是二者以相互補(bǔ)充的方式協(xié)調(diào)，波包處在運(yùn)動(dòng)平衡的態(tài)勢(shì)。對(duì)于物理學(xué)來(lái)說(shuō)孤子確實(shí)是一個(gè)驚天動(dòng)地的發(fā)現(xiàn)，更令人振奮的是孤子在各個(gè)領(lǐng)域都有其作用，尤其在數(shù)學(xué)方面，推動(dòng)了數(shù)學(xué)方法上發(fā)展。人類(lèi)的探索欲望無(wú)窮無(wú)盡，經(jīng)歷了電子時(shí)代的人都在尋找一種更快更穩(wěn)定的傳輸方式，孤子的空降解決了這一難題，所以孤子最主要的應(yīng)用領(lǐng)域在光通信方面。人類(lèi)在工業(yè)的發(fā)展上一直追求高效率，節(jié)能省材，無(wú)污染。孤子在工業(yè)生產(chǎn)中也得到了極大地應(yīng)用，例如導(dǎo)電塑料，激光等。未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的模式是毀滅性的，各國(guó)的武器競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈，孤子的出現(xiàn)豐富了武器種類(lèi)，例如運(yùn)用孤子制造了電磁導(dǎo)彈——一種殺傷能力極大地武器。激光這種能量高、穩(wěn)定性強(qiáng)、運(yùn)用范圍極廣的新型事物，正是在孤子理論運(yùn)用中發(fā)展起來(lái)的。它給整個(gè)世界帶來(lái)的影響隨處可見(jiàn)，激光切割、激光武器、這些都是激光的應(yīng)用。孤子的真正發(fā)展的時(shí)間還不長(zhǎng)，未來(lái)的應(yīng)用前景將會(huì)更加廣泛。非線性科學(xué)成為主角將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)，孤子作為旗下的一支，有其獨(dú)特的魅力。在數(shù)字化的時(shí)代，速度決定了一切，我們追求速度，孤子的出現(xiàn)為我們提供了堅(jiān)強(qiáng)的后盾。孤子的發(fā)展會(huì)是使世界翻天地覆變化的重要因素，以至于如今科學(xué)家們都可以預(yù)見(jiàn)孤子未來(lái)的應(yīng)用前景?？茖W(xué)家們最期待的就是光孤子傳輸技術(shù)，這是造福于民的工程。當(dāng)然，這里面還有許多的技術(shù)難關(guān)還沒(méi)解決。這就給人們帶去了動(dòng)力，科學(xué)的探索中需要一些難題，這樣可以極大地豐富科學(xué)領(lǐng)域。第二章孤子據(jù)史記載，1834年的一天，年輕的英國(guó)造船工程師斯科特·羅素（J.S.Rusell）正在愛(ài)丁堡郊外，對(duì)一條運(yùn)河進(jìn)行河道勘察。河道中一條特殊的船卻給了他很大的興趣,這條船被兩匹白色的俊馬拉著,沿著狹窄的河道快速前行。羅素追了很長(zhǎng)一段距離,船終于停了，但是事實(shí)上這里面有更加奇怪的現(xiàn)象發(fā)生了，船帶動(dòng)的水沒(méi)有停下來(lái)。那么水的運(yùn)動(dòng)是怎樣的呢？據(jù)羅素觀察所得水一直在船頭聚集并且擾動(dòng)。慢慢的便形成了一個(gè)很大的水堆，最后形成的竟然是物理上的一個(gè)波峰，它是孤立的，而且一直向前運(yùn)動(dòng)。他發(fā)現(xiàn)這水峰約有29英尺左右長(zhǎng),高大概有1~1.5英尺,在河道中行進(jìn)的時(shí)候一直保持的是原來(lái)的速度和形狀?？茖W(xué)家往往對(duì)新奇的事物充滿好奇，且有絕對(duì)的動(dòng)力揭開(kāi)科學(xué)的謎底。對(duì)于這樣的現(xiàn)象，可能很多人只是看見(jiàn)它的表面覺(jué)得很神奇，不會(huì)對(duì)其背后深藏秘密進(jìn)行探究。羅素絕對(duì)不是這樣的人，既然他能觀察到這樣的現(xiàn)象，他就決定一查到底。見(jiàn)狀，他騎上馬緊緊跟隨,發(fā)現(xiàn)水堆前進(jìn)的速度在8~9英里/小時(shí)左右,到后來(lái)可能是由于能量降低的緣故，水堆波峰高度在慢慢的減小,羅素大約在跟蹤了1~2英里后，這神奇的水堆終于消失在蜿蜒的河道中了。對(duì)于這次觀察到的現(xiàn)象，斯科特·羅素（J.S.Rusell）認(rèn)為這絕非偶然。為了從新獲得觀察到的那一現(xiàn)象，他在長(zhǎng)約20英尺，寬約1英尺的水槽中進(jìn)行了人工模擬，并獲得了與河道中相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。羅素描寫(xiě)道：這絕不是通常的波，因?yàn)橥ǔ５牟ㄔ谇斑M(jìn)時(shí)，總是一部分高出水面，一部分低于水面，而這個(gè)波始終在水面之上。這個(gè)波的形狀也與通常波不同。除此之外，它也不是停留在一個(gè)地方，而是前進(jìn)了相當(dāng)長(zhǎng)的距離。羅素非常自豪他的發(fā)現(xiàn)，并認(rèn)為他發(fā)現(xiàn)的孤立波是偉大的，因此他也下定了決心要對(duì)這個(gè)新的發(fā)現(xiàn)研究到底，這也為他畢生貢獻(xiàn)在此做了鋪墊。他做了多次試驗(yàn)，并根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出了孤立波的傳播速度表達(dá)式。他也很想把自己所得到的新的理論結(jié)果和世人分享，所以面對(duì)在英國(guó)舉行的第14次科學(xué)促進(jìn)會(huì)，他對(duì)自己的研究結(jié)果做了充分的準(zhǔn)備，就是想在會(huì)議上作一次完美的報(bào)告，事實(shí)上在會(huì)議上他做的報(bào)告夠生動(dòng)也夠精彩，引起了很多人的注意。但由于當(dāng)時(shí)科學(xué)技術(shù)的限制,沒(méi)有人再對(duì)這一問(wèn)題作出進(jìn)一步的理論或?qū)嶒?yàn)研究。正如千里馬沒(méi)能遇到伯樂(lè)。塵封的科學(xué)之謎到底何時(shí)能夠解開(kāi)，這是個(gè)疑問(wèn)。時(shí)間一點(diǎn)一滴的流逝，不知不覺(jué)時(shí)間已經(jīng)過(guò)了六十年，正好到了1895年。這一年注定是不平凡的一年，來(lái)自荷蘭的科學(xué)家德弗里斯（deVries）和科特威格（Korteweg）通過(guò)努力研究，最終建立了舉世著名的kdv方程。羅素觀察得到的孤波解便從理論上得到答案。時(shí)間稍縱即逝，伴隨時(shí)間的流逝科學(xué)技術(shù)的發(fā)展進(jìn)入了前所未有的高峰期。各種理論的應(yīng)用造就了更多的科學(xué)產(chǎn)品，方便了人類(lèi)的生活，為未來(lái)世界的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。二十世紀(jì)中葉誕生了改變整個(gè)世界的計(jì)算機(jī)，科學(xué)的發(fā)展在此基礎(chǔ)上更進(jìn)一步，正是有了計(jì)算機(jī)，復(fù)雜的問(wèn)題不再需要人腦去運(yùn)算，極大地提高了效率，以及成功率。正因?yàn)槿绱斯铝⒉ǖ睦碚摰靡愿油晟啤＾D(zhuǎn)眼間70年又過(guò)去了，時(shí)間來(lái)到1965年。在這一年里美國(guó)兩位在孤波方面做研究的科學(xué)家有了重大的發(fā)現(xiàn)，他們分別是美國(guó)科學(xué)家扎布斯基（Zabusky）和美國(guó)科學(xué)家克魯斯卡爾（Kruscal）。這兩位天才科學(xué)家發(fā)現(xiàn)孤波在弦的非線性振動(dòng)和等離子體中也存在。對(duì)于這樣的觀察結(jié)果，他們顯得很小心很謹(jǐn)慎，最后在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行了模擬研究。證實(shí)了在孤波的碰撞中具有粒子性質(zhì),那么孤立子的概念也是首次被引入，目的是想用此來(lái)描述孤立波。發(fā)展到后來(lái)孤立子也就被科學(xué)家們習(xí)慣性的叫做孤子。孤子的研究此后進(jìn)入了一個(gè)前所未有的高峰期，很多科學(xué)家在不同的領(lǐng)域相繼發(fā)現(xiàn)了孤子的現(xiàn)象。各種具有孤子解的非線性方程也就是在這樣的背景下建立起來(lái)的?？茖W(xué)家們研究了孤子的一些基本特性和基本的物理性質(zhì)。人們也在大力思索其應(yīng)用的前景。最終發(fā)現(xiàn)孤子的理論研究在眾多的基礎(chǔ)學(xué)科和諸多的高新技術(shù)領(lǐng)域都有涉及,。孤子的研究對(duì)于非線性圖像是一個(gè)很好地補(bǔ)充。這樣的研究對(duì)于世界的本質(zhì)思考也具有實(shí)際的促進(jìn)意義。第三章孤子研究在幾個(gè)重要領(lǐng)域的發(fā)展歷程3.1孤子研究在光纖通信中的發(fā)展首先來(lái)看孤子在光纖孤子通信上的應(yīng)用歷程。早在1968年孤子理論就在光纖通信問(wèn)題中得到了應(yīng)用。在孤子理論應(yīng)用以前，光纖通信系統(tǒng)中光脈沖的傳輸面臨兩個(gè)問(wèn)題,其一是脈沖的展寬,其二是脈沖的能量損失?，F(xiàn)實(shí)發(fā)現(xiàn)在發(fā)送脈沖的過(guò)程中存在很多的不足，主要的有脈沖傳輸距離過(guò)長(zhǎng)了會(huì)造成接收端的脈沖重疊，這樣會(huì)使信號(hào)的識(shí)別出現(xiàn)大的問(wèn)題。而且脈沖過(guò)密也會(huì)造成同樣的結(jié)果。那么，限制已有的線性光纖通信系統(tǒng)擴(kuò)大傳輸容量的主要因素，就是脈沖展寬。于是在光纖中利用光孤子來(lái)傳輸信號(hào),肯定會(huì)吸引人們的注意力。因?yàn)閺墓夤伦拥奶匦猿霭l(fā)，它是具有脈寬，振幅和形狀都保持不變的非線性。如此，解決了在信號(hào)傳播中一項(xiàng)技術(shù)性的難題。另外最重要的是，拓寬孤立子特性的應(yīng)用。這樣重要的科學(xué)技術(shù)便會(huì)有廣闊的發(fā)展前景。光孤子的傳輸要得到很好地實(shí)現(xiàn),首要的問(wèn)題是研制出孤子激光器。它具有精確可控的特點(diǎn)。對(duì)于此種需求，科學(xué)家經(jīng)過(guò)大力研發(fā)。如今能在市場(chǎng)上找到的孤子激光器有很多種類(lèi)。用得比較多的有摻鉺光纖孤子激光器。鎖模半導(dǎo)體激光器也是一種好的選擇。拉曼孤子激光器在現(xiàn)實(shí)中也用得比較頻繁，還有其它一些實(shí)用的激光器?？茖W(xué)家們正在大力研究實(shí)用化的光纖通信系統(tǒng)，并取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。在這樣的研究背景下，未來(lái)的信息社會(huì)中能夠起主導(dǎo)作用的,必將是光孤子通信。3.2孤子研究在生命體過(guò)程中的發(fā)展其次再來(lái)關(guān)注在生命過(guò)程中的孤立子。眾所周知，對(duì)于生物體這樣一個(gè)神秘又神奇的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)。它必將是一個(gè)和外界每時(shí)每刻都在進(jìn)行聯(lián)系的系統(tǒng)。因?yàn)槟芰康牧鲃?dòng)，物質(zhì)的轉(zhuǎn)移都是時(shí)時(shí)刻刻在進(jìn)行著的。自組織耗散結(jié)構(gòu)就可能在這樣維持生命活動(dòng)的過(guò)程中出現(xiàn)。因此,在生命活動(dòng)的最基本也是最主要的過(guò)程中是生物能量和信息的傳輸。1979年的時(shí)候，有一位科學(xué)家叫做達(dá)維多夫，來(lái)自烏克蘭。他對(duì)于孤子理論的運(yùn)用超乎了很多科學(xué)家的想象。在生命體過(guò)程中，他做了細(xì)致的研究與實(shí)驗(yàn)，最終，1979年，在?螺旋蛋白質(zhì)分子中結(jié)合能的傳輸問(wèn)題中，率先用到了一維孤立子理論。由于他的研究在當(dāng)時(shí)處于頂尖水平，并且有他自己獨(dú)到的見(jiàn)解，也符合了當(dāng)時(shí)許多非線性方程,所以達(dá)維多夫孤立子也就是當(dāng)時(shí)由他得到的解而命名的。正是由于他所研究的課題處于一個(gè)前沿的領(lǐng)域，所以引起了當(dāng)時(shí)的科學(xué)家們的極大興趣，很多科學(xué)家紛紛投入這方面的研究。主要的成就是在解釋肌肉收縮等生理現(xiàn)象的方面取得了成功。從此以后，生命體上的達(dá)維多夫孤子機(jī)制便廣為人知。在生物體生命過(guò)程中有很多重要的問(wèn)題，這里要介紹的另一個(gè)相當(dāng)重要問(wèn)題是DNA(脫氧核糖核酸)分子。它的主要作用是作為遺傳的物質(zhì)基礎(chǔ)，另外還有作為遺傳的信息負(fù)載者的作用。生物體的復(fù)制功能問(wèn)題是怎樣完成的,對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的研究，人們?cè)谡J(rèn)識(shí)生物遺傳與變異,以及諸如癌癥等疾病的致病原因都是意義重大的。從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，研究發(fā)現(xiàn)DNA分子可以出現(xiàn)包括混沌狀態(tài)在內(nèi)的各種局域性和空間構(gòu)象漲落。孤子激發(fā)是受條件控制的，也就是說(shuō)輔以不同的條件孤子激發(fā)不同。如果結(jié)合孤子的變化特點(diǎn)和不同性質(zhì),再輔以各種各樣的酶，科研人員便能夠很好地解釋DNA的復(fù)制和解鏈過(guò)程。此外人們驚奇地發(fā)現(xiàn),DNA的復(fù)制現(xiàn)象居然是一種分形,而且得出其分形維數(shù)為0.63。完全可以預(yù)言,進(jìn)一步研究生命過(guò)程和孤子的關(guān)系將會(huì)對(duì)揭示生命過(guò)程關(guān)系有著非凡的意義。3.3孤子研究在折變空間的發(fā)展迄今為止，光折變空間的理論與實(shí)驗(yàn)還很不成熟，處于起步階段。國(guó)內(nèi)外的科學(xué)家對(duì)這一方面的研究展現(xiàn)了濃厚地興趣。早在1992年國(guó)外科學(xué)家就提出了關(guān)于光折變空間孤子的理論研究結(jié)果。時(shí)間推后一年，在此基礎(chǔ)上又有兩位國(guó)外科學(xué)家觀察到了漩渦孤子，同時(shí)還觀察到了隱態(tài)亮空間孤子。而這些結(jié)果的發(fā)現(xiàn)是分別在SBN和TBO晶體中觀察到的。那么在我國(guó)國(guó)內(nèi)，也首先開(kāi)展了此項(xiàng)研究。1995年，注定是我國(guó)科學(xué)家在孤子研究中獲得成功的一年。在國(guó)際上，利用光折變空間孤子寫(xiě)入儲(chǔ)存波導(dǎo)是一個(gè)極具前沿的課題。之所以說(shuō)我國(guó)科學(xué)家在此方面取得了突破，是因?yàn)閷?duì)于這個(gè)課題的方案提出，我們與國(guó)外的科學(xué)家?guī)缀跏峭降?。同時(shí)提出方案的有美國(guó)的斯坦福大學(xué)，阿肯薩斯大學(xué)，普林斯頓大學(xué)。把一維波導(dǎo)成功的寫(xiě)入并儲(chǔ)存在了Fe晶體中，這樣的研究是科學(xué)界的又一個(gè)突破，也極大地鼓舞了我國(guó)科學(xué)家在這方面的研究。我國(guó)科學(xué)家在這方面的研究此后進(jìn)入了領(lǐng)先階段，利用光生伏打穩(wěn)態(tài)空間孤子率先把二維波導(dǎo)成功的寫(xiě)入并儲(chǔ)存在LiNbO3，F(xiàn)e晶體中。更加前沿的課題擺在科學(xué)家的眼前，那就是對(duì)于三維儲(chǔ)存器來(lái)說(shuō)最好的光折變材料就是LiNbO3，F(xiàn)e晶體。這種認(rèn)識(shí)是科學(xué)家們的一個(gè)共識(shí)，引領(lǐng)了科學(xué)家們的不懈努力。而且這種材料有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，第一材料具有很強(qiáng)烈的光生伏打內(nèi)電場(chǎng)，不需要外加電場(chǎng)。第二，這種材料成本很低，符合經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)。而且材料尺寸還夠大，最關(guān)鍵的是材料易生長(zhǎng)，這些原因都是得天獨(dú)厚，所以科學(xué)家們對(duì)它的興趣之濃也就不言而喻了。第三，光折變靈敏度高是科學(xué)家探究的重點(diǎn)，恰恰這種材料便具備這樣的特點(diǎn)，它的入射功率居然可以達(dá)到驚人的mW量級(jí)。第四，寫(xiě)入的波導(dǎo)可通過(guò)加熱或均勻光輻照擦洗掉，然后重寫(xiě)。第五，這種材料可以寫(xiě)入與儲(chǔ)存同時(shí)進(jìn)行，而且相比以往的波導(dǎo)這種材料成本更低，周期更短，工藝更簡(jiǎn)單克。綜合以上優(yōu)點(diǎn)，光折變空間孤子的研究是一條可喜的道路。可以預(yù)料以巨大的應(yīng)用前景。3.4孤子研究在新型半導(dǎo)體激光器中的發(fā)展一般來(lái)說(shuō)，光通信中,通信速度會(huì)受到信號(hào)的光-電-光轉(zhuǎn)換的限制而且會(huì)損失大量的能量。這個(gè)問(wèn)題的解決具有極大的意義，可以提高能量利用效率。所以全世界的科學(xué)家們都投入了其中的研究。令人振奮的是，如今出現(xiàn)了一種半導(dǎo)體激光器。它是由英國(guó)和德國(guó)的科學(xué)家合作研制的。它的特點(diǎn)是，受外部激光脈沖控制。如果在通信系統(tǒng)中利用該器件的話，很多問(wèn)題便能得到解決，它可以避免光-電信號(hào)的轉(zhuǎn)變?！翱昭ü伦蛹す馄鳌笔沁@種半導(dǎo)體激光器的一個(gè)名稱(chēng)。它的建立和垂直腔面發(fā)射二極管激光器(VCSEL）有關(guān)。光斑直徑為12m的外部激光脈沖注入VCSEL腔,材料照射點(diǎn)折射率的變化使VCSEL諧振頻率與外激勵(lì)頻率一致。在一個(gè)特定的而且極小的區(qū)域內(nèi)，有一個(gè)孤立的亮點(diǎn)，我們稱(chēng)它為孤子。這是諧振光被漸變折射率限制所導(dǎo)致形成。激光可在孤立亮點(diǎn)極快建立形成一小激光器。激光器的關(guān)閉是通過(guò)第二個(gè)激光脈沖改變折射率破壞孤子實(shí)現(xiàn)的。該器件可在多個(gè)位置重復(fù)產(chǎn)生從而形成微激光器列陣。InGaAs類(lèi)半導(dǎo)體材料一般來(lái)說(shuō)都是VSCEL的諧振腔的特定材料,相比于我們通常使用的電激勵(lì),它的優(yōu)點(diǎn)非常突出。該小組采用了小電流注入、光學(xué)衍射腔耦合、光柵選頻技術(shù)。目前,980nm的近紅外激光的發(fā)射也可以利用該器件,它解決了一系列在光通信中的障礙問(wèn)題，原理上要實(shí)現(xiàn)光通信需要的運(yùn)轉(zhuǎn)波長(zhǎng)要大于1.2m是沒(méi)問(wèn)題的。對(duì)于當(dāng)今科學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)說(shuō)，很多前沿的科學(xué)產(chǎn)品在日常生活中，我們總要求能方便人們的生活，微型化就是其中一個(gè)趨勢(shì)。對(duì)此科學(xué)家也在對(duì)它做這方面的研究，一直想在單個(gè)芯片實(shí)現(xiàn)該器件的集成。該裝置可被用于實(shí)現(xiàn)光的轉(zhuǎn)換和延遲。這方面的研究是最有具時(shí)代的召喚。第四章孤子的應(yīng)用現(xiàn)狀毫無(wú)疑問(wèn)孤子是在自然界發(fā)現(xiàn)的，說(shuō)明這種現(xiàn)象在自然界中普遍存在。孤立子理論已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域得到了很好地應(yīng)用。這其中在物理方面就包括流體物理、等離子物理、固體物理、激光物理等。除此之外，在其他領(lǐng)域也有廣泛的應(yīng)用和深入的研究，這些領(lǐng)域有化學(xué)領(lǐng)域，數(shù)學(xué)領(lǐng)域，以及生物領(lǐng)域等。特別是在通信領(lǐng)域的應(yīng)用最為成功。由于孤子有非線性的特點(diǎn)，對(duì)于孤子的認(rèn)識(shí)能讓人們更能理解財(cái)富集中的現(xiàn)象，更加加深我們對(duì)社會(huì)的認(rèn)識(shí)。在人們的印象中每一種新的理論的提出總會(huì)或多或少的改變我們的生活。理論來(lái)源于客觀世界，經(jīng)過(guò)科學(xué)家的大腦，再經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)的實(shí)踐者，科學(xué)便能服務(wù)與人類(lèi)。對(duì)于上面所講的孤子理論來(lái)說(shuō)，經(jīng)歷了坎坷，但是理論的光芒越來(lái)越強(qiáng)烈，照亮了我們的生活。在科學(xué)家的反復(fù)研究之下,特別是在非線性方程的孤波解或孤子解已經(jīng)取得大量成果的背景下,在好幾個(gè)科學(xué)領(lǐng)域都得到了應(yīng)用。本章列舉了一小部分孤子的實(shí)際應(yīng)用，主要有光孤子通信，孤子在導(dǎo)電塑料方面的應(yīng)用，孤子對(duì)于電磁導(dǎo)彈的貢獻(xiàn)特別是在激光方面最能造福人類(lèi)。通過(guò)這部分內(nèi)容可以加深對(duì)孤子的認(rèn)識(shí)。4.1光孤子通信正如幾十年前的科學(xué)預(yù)言那樣，如今的社會(huì)已經(jīng)進(jìn)入了高度信息化的社會(huì)。近幾十年來(lái)科學(xué)家們一直在信號(hào)的傳播上下苦工。信號(hào)的傳輸要克服能量損失問(wèn)題，以及材料的選擇問(wèn)題。所以近幾十年來(lái)用于通信的材料一直在改進(jìn)，通信中所涉及的各種問(wèn)題都在大力解決。特別是近年來(lái)，光孤子在通信中取得了世紀(jì)性的突破。自從光纖放大器問(wèn)世以來(lái)，孤子通信的夢(mèng)想得以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)。其中主要是因?yàn)樗鉀Q了孤子放大和傳輸問(wèn)題。但是畢竟這是一門(mén)新型的科學(xué)研究，很多實(shí)際問(wèn)題都還沒(méi)能得到突破。在實(shí)際中要解決的問(wèn)題還有很多。光孤子在光纖中的傳輸過(guò)程要解決的問(wèn)題主要的有：首先在傳輸過(guò)程中光孤子之間會(huì)發(fā)生相互作用；其次在光纖的傳輸過(guò)程中會(huì)發(fā)生光纖會(huì)發(fā)生損耗，這給光孤子的傳輸造成很大的影響；另外在物理中發(fā)生的高階色散效應(yīng)也是影響傳輸?shù)牡囊粋€(gè)重要原因；還有很多其他方面的問(wèn)題還待解決。既然有這么多的問(wèn)題，科學(xué)家的作用就是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題而去解決問(wèn)題。所以在科學(xué)家的大力研究下，涉及到了很多主要的技術(shù)來(lái)解決這些在光纖中光孤子傳輸問(wèn)題。能量損失問(wèn)題一直是困擾科學(xué)家們的大問(wèn)題，由此科學(xué)家們想到了對(duì)光孤子進(jìn)行能量補(bǔ)給。設(shè)想到只要設(shè)定了一定的光纖參數(shù)，然后確定光孤子傳輸?shù)挠行Ь嚯x，這樣便可以實(shí)現(xiàn)能量補(bǔ)給。這種做法有可能導(dǎo)致新發(fā)現(xiàn)的產(chǎn)生。以下介紹幾種關(guān)鍵的技術(shù)。以上提到了可以將光信號(hào)進(jìn)行放大的技術(shù)，其實(shí)這就是科學(xué)上的光孤子放大技術(shù)。這種技術(shù)的的運(yùn)用具有很大的意義，因?yàn)樗苊饬水?dāng)今使用的最多的光/電、電/光的轉(zhuǎn)換模式。這種放大器其實(shí)和電流的輸送過(guò)程中升高電壓有異曲同工之處。放大后可以降低能量損耗，這就意味著提高了效率。放大器還有一個(gè)好處，孤子的形狀會(huì)一直保持不變。緊接著怎樣去補(bǔ)給這些損失的能量又成了一個(gè)新的課題。特別重要的是，它可以以全光中繼器的身份出現(xiàn)。在科學(xué)家的大力研究下，已經(jīng)找了比較科學(xué)的能量補(bǔ)給辦法，其中之一是集總的光放大器法，這種方法主要是利用半導(dǎo)體激光放大器。另外一種能量補(bǔ)給方法使用的主要是受激拉曼解放大器，通常稱(chēng)為分布式的光放大器的方法。這兩種方法有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。使用受激拉曼解放大器的優(yōu)點(diǎn)是光纖自身就可以成為放大介質(zhì)，不過(guò)缺點(diǎn)也很明顯，噪聲太大。相對(duì)來(lái)說(shuō)集總放大的方法，更加穩(wěn)定，更實(shí)用，是人們目前使用的最核心的方法。通過(guò)研究人員發(fā)現(xiàn)光孤子要穩(wěn)定的傳輸，光脈沖要滿足一定的條件。通常情況下嚴(yán)格的雙曲正割行光脈沖在光纖中傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)十分穩(wěn)定。在這方面的研究也就有了十足的意義。這種技術(shù)叫做光孤子源技術(shù)。正是由于這種技術(shù)的問(wèn)世，那么光孤子在傳輸?shù)倪^(guò)程中就實(shí)現(xiàn)了超高速傳輸。目前為止問(wèn)世的光孤子源的品種很多，最為人們接受的孤子源是拉曼孤子激光器。此外參量孤子激光器也廣為人們接受。還有一些其他的孤子源也在生活生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。以上介紹了兩種重要的光孤子技術(shù)，此外還有光孤子開(kāi)關(guān)技術(shù)。這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)能夠使得光孤子的傳播距離更遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)能達(dá)到20000公里的水平。這一數(shù)據(jù)的由來(lái)是由近年來(lái)美英等國(guó)的科學(xué)家們提供。4.2導(dǎo)電塑料就目前的人類(lèi)的認(rèn)識(shí)水平來(lái)說(shuō)，通常會(huì)覺(jué)得塑料不會(huì)導(dǎo)電。恰恰在生活中，這樣的概念沒(méi)有任何問(wèn)題。比如說(shuō)包裹電線的材料，我們一般用的就是塑膠，電筆的外套也是塑料產(chǎn)品。這樣的生活實(shí)例往往給人們?cè)斐梢环N錯(cuò)覺(jué)，塑料不會(huì)導(dǎo)電。實(shí)際上塑料導(dǎo)電性極差，通常認(rèn)為不導(dǎo)電。但是孤子的發(fā)現(xiàn)顛覆了塑料不導(dǎo)電的思維，實(shí)現(xiàn)這種顛覆的正是一位來(lái)自澳大利亞的科學(xué)家。在他的實(shí)驗(yàn)研究中，他先準(zhǔn)備一層塑料層，然后將一層極薄的金屬膜覆蓋在這上面。實(shí)現(xiàn)這樣的結(jié)果后，他再通過(guò)特殊的技術(shù)使融合的兩層膜混入高分子聚合體的表面。這種特殊的技術(shù)便是離子束技術(shù)。得到的最終結(jié)果是一種可以導(dǎo)電的塑料膜，這就實(shí)現(xiàn)了塑料導(dǎo)電。并且這種導(dǎo)電塑料膜還有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，它的強(qiáng)度高，另外韌性也非常好，最可貴的是這種材料價(jià)格低廉，適合大力推廣。澳大利亞的一個(gè)關(guān)于這方面研究的科學(xué)小組全力研究，最終兩位科學(xué)家取得了取得這一成果。他們的這一成果已經(jīng)發(fā)表于《ChemPhysChem》雜志。之所以會(huì)有如此成功的實(shí)驗(yàn)，離子束技術(shù)在其中發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。在此之前，離子束技術(shù)最主要的運(yùn)用是在微電子工業(yè)領(lǐng)域。主要是用來(lái)檢測(cè)半導(dǎo)體的一些性能，例如硅片的導(dǎo)電性能等。但是隨著孤子理論的發(fā)展和完善，工藝進(jìn)步了，人類(lèi)的智慧把這種技術(shù)能用到塑料膜材料上。在上世紀(jì)八十年代左右這種技術(shù)開(kāi)始了它的起步，后來(lái)遇到一些科學(xué)上的難題，一直沒(méi)多大的進(jìn)展。近年來(lái)，它取得了了重大突破。這種塑料膜的原理很簡(jiǎn)單，但工藝很復(fù)雜。原理上我們是借助離子束技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)塑料膜的性能的改變。理論上，能在塑料膜性能上實(shí)現(xiàn)零電阻，這樣的研究發(fā)現(xiàn)足以改變?nèi)祟?lèi)社會(huì)?；趯?dǎo)電塑料這種合成的物體，改變它的合成方式會(huì)得到不同的結(jié)果。從而造就了其廣泛的用途。在日常生活中我們隨處可以看見(jiàn)關(guān)于導(dǎo)電塑料的產(chǎn)品。例如高壓電纜中使用的半導(dǎo)電屏蔽材料、電腦、晶片、傳感器、工業(yè)用電子產(chǎn)品的外殼，煤礦、油田等場(chǎng)合下適應(yīng)的構(gòu)件。由此可見(jiàn)，無(wú)論是在宏觀應(yīng)用，還是無(wú)論是一些小部件都充斥著導(dǎo)電塑料。導(dǎo)電塑料是一種高分子材料，眾所周知，高分子合成材料是未來(lái)材料發(fā)展的趨勢(shì)。高分子材料有巨大的優(yōu)勢(shì)，很多在自然界中找不到或者很少的物質(zhì)，都可以通過(guò)高分子材料的性能模擬來(lái)實(shí)現(xiàn)。但是存在機(jī)遇的同時(shí)，導(dǎo)電聚合物面臨著更大的挑戰(zhàn)。要想實(shí)現(xiàn)更大的利用，科學(xué)家還需要解決一系列問(wèn)題。比如說(shuō)導(dǎo)電塑料的很多添加劑都是有毒的，這也生活安全帶來(lái)了隱患。另外既然導(dǎo)電塑料是合成品，那么在合成的過(guò)程中也存在著不穩(wěn)定性，對(duì)工藝要求過(guò)高。有的合成材料要求工藝復(fù)雜，生產(chǎn)這樣一件產(chǎn)品投入過(guò)大，而實(shí)際的應(yīng)用卻不是太經(jīng)濟(jì)。這就造成了性?xún)r(jià)比太高，不太適合廣泛使用。雖然這一材料的研究還有不足之處，但不可否認(rèn)，導(dǎo)電塑料給人類(lèi)帶來(lái)了實(shí)惠。總之，孤子的研究發(fā)展給未來(lái)的生活帶去給多的驚喜。4.3電磁導(dǎo)彈自古以來(lái)人類(lèi)一直在追求更先進(jìn)的武器，歷經(jīng)了冷兵器時(shí)代。然而近幾百年來(lái)進(jìn)入了熱兵器時(shí)代?？萍嫉陌l(fā)展為制造殺傷力更大的武器提供了基礎(chǔ)。出現(xiàn)了一些毀滅性的武器，如原子彈、氫彈改變了人類(lèi)戰(zhàn)爭(zhēng)的模式?？梢哉f(shuō)誰(shuí)掌握了武器誰(shuí)就取得世界的主導(dǎo)權(quán)。在軍事科技上，隨著孤子理論的建立與發(fā)展以及應(yīng)用，出現(xiàn)了電磁導(dǎo)彈這一新型武器。電磁導(dǎo)彈是美籍華人吳大均教授在1985年提出的。電磁導(dǎo)彈其實(shí)就是一種瞬態(tài)電磁波。這種電磁波有很獨(dú)特的特點(diǎn)，首先這種波是定向傳播的，其次這種波的頻譜非常寬，最后這種波具有慢衰減特性?；陔姶艑?dǎo)彈的這些特點(diǎn)，它的殺傷能力顯而易見(jiàn)。由于它的頻譜特別寬，可以利用此特性，在戰(zhàn)爭(zhēng)中對(duì)飛來(lái)的其它導(dǎo)彈進(jìn)行軟件破壞，可以破壞導(dǎo)彈上的電子設(shè)備使其失去戰(zhàn)斗力。除此之外，也可以通過(guò)核爆炸產(chǎn)生的強(qiáng)烈電磁波，殺傷目標(biāo)。不光如此，由于電磁導(dǎo)彈的慢衰減特性也有更多功能的用途。尤其是在軍事雷達(dá)、目標(biāo)的識(shí)別、通信等方面有獨(dú)到的應(yīng)用。當(dāng)今的軍事競(jìng)爭(zhēng)不僅拼硬實(shí)力，軍事軟實(shí)力也是衡量軍隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力的重要標(biāo)準(zhǔn)。目前的軍事中，缺失了信息系統(tǒng)幾乎處于癱瘓。由于電磁導(dǎo)彈有很高的保密性，并且還有極強(qiáng)的抗干擾能力，另外它的穿透能力也極強(qiáng)。所以利用電磁導(dǎo)彈的這些特性發(fā)射“病毒“可以攻擊對(duì)方的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和電子設(shè)備。這也是未來(lái)研究的重要課題之一，其應(yīng)用前景不言而喻。4.4激光在1916年，舉世著名的物理學(xué)家愛(ài)因斯坦發(fā)現(xiàn)了激光原理。大致意思是在高能級(jí)的粒子如果受到某種光子的激發(fā)，會(huì)發(fā)生躍遷，也就是粒子會(huì)從高能級(jí)跳到低能級(jí)，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)輻射出光子，而且這種光子與激發(fā)它的光性質(zhì)相同。這時(shí)候一種奇妙的事情會(huì)發(fā)生，在一定的條件下可能發(fā)生弱的光激發(fā)出一個(gè)強(qiáng)的光。通常這就叫做受激輻射的光放大，也叫做激光。局限于當(dāng)時(shí)科學(xué)水平激光一直難以被制造出來(lái)，隨著科學(xué)的發(fā)展，特別是在孤子理論慢慢成熟的條件下，激光才得以問(wèn)世，那一年恰好是1960年。激光的問(wèn)世解決了無(wú)數(shù)的科學(xué)難題。激光特別穩(wěn)定，相干性強(qiáng)，而且能量大，亮度極亮大約是太陽(yáng)光的100億倍。正是由于激光這些特點(diǎn)造就了其廣泛的應(yīng)用環(huán)境。人們都知道計(jì)算機(jī)在當(dāng)今生活中的重要性，沒(méi)了計(jì)算機(jī)人類(lèi)無(wú)法正常生活。激光被稱(chēng)作是繼計(jì)算機(jī)發(fā)明以來(lái)又一偉大的發(fā)明。由此可見(jiàn)激光對(duì)當(dāng)今社會(huì)的重要性。此后科學(xué)家們一直致力于激光的研究發(fā)展，激光的應(yīng)用得到了空前的發(fā)展。激光被稱(chēng)為最快的刀，在工業(yè)生產(chǎn)中我們通常會(huì)用激光來(lái)切割工業(yè)材料。在汽車(chē)生產(chǎn)中，用激光來(lái)切割各個(gè)零部件，比如軸承、鋼管等。另外在一些精度要求更高的生產(chǎn)領(lǐng)域里激光的作用也發(fā)揮得淋漓盡致。可以用激光來(lái)切割厚度在2mm以下的電子機(jī)件用銅板、一些金屬網(wǎng)板。甚至還可以用激光來(lái)切割氧化陶瓷片。航天工程中所用的鈦合金也可以用激光來(lái)切割。激光是各種特殊材料切割的首選。目前人們使用得最多的激光器是CO2激光器，另外還有YAG激光器。激光不僅在工業(yè)生產(chǎn)中可以用來(lái)切割器件，在醫(yī)學(xué)上，醫(yī)生們通常使用激光來(lái)進(jìn)行手術(shù)開(kāi)刀。這樣不僅可以減輕病人的痛苦，還可以減少感染，有助于患者康復(fù)。激光也被稱(chēng)為最準(zhǔn)的尺，奇異的激光等。由于激光穩(wěn)定性好，能量大這些優(yōu)點(diǎn)，激光的用處顯然很多。人們利用激光加工各種工藝，例如用激光加工車(chē)床，控制系統(tǒng)以及檢測(cè)系統(tǒng)。利用激光來(lái)打孔，這主要用在一些高科技領(lǐng)域，比如車(chē)倆的制造、航天航空、航海、儀表制作、以及化學(xué)化工等領(lǐng)域。另外，金剛石這種堅(jiān)硬的物質(zhì)只能用激光才能對(duì)其進(jìn)行加工。利用激光進(jìn)行焊接，在一些高要求的制造業(yè)中，利用常規(guī)的焊接技術(shù)可能造成器件的污染。但是利用激光可以很好的避免這一難題，帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。激光成像技術(shù)——用激光去掃描物體，反射回來(lái)的光排序不同便會(huì)成像。這樣可以用激光圖像的落差來(lái)反映所成的像。而且激光所成的像探測(cè)能力極強(qiáng)，這樣在軍事上以及科學(xué)研究中運(yùn)用比較廣泛。在未來(lái)的遙感測(cè)繪等領(lǐng)域有極大的運(yùn)用前景。至于激光的應(yīng)用還有很多，比如激光打孔、激光熱處理等?？傊す獾膯?wèn)世就得到了超乎常人想象力的發(fā)展，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。在激光的研究發(fā)展中涌現(xiàn)了一大批偉大的物理學(xué)家，愛(ài)因斯坦是其中最輝煌的一位。此外美國(guó)科學(xué)家湯斯和肖洛在1964年因?yàn)榧す舛@得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。美國(guó)科學(xué)家梅曼是第一個(gè)宣布世界上第一臺(tái)激光器誕生的科學(xué)家，由此他將激光引入了實(shí)用階段。還有其他一些科學(xué)家都在激光的發(fā)展上作出了貢獻(xiàn)。第五章結(jié)語(yǔ)總的看來(lái)孤子的發(fā)展速度驚人并令人欣喜。孤子是羅素在自然界中觀察所得，它揭示了自然界中包含著一些不為人知的奧秘。為人類(lèi)自然的和諧統(tǒng)一提供了依據(jù)，同時(shí)也說(shuō)明人類(lèi)和自然是復(fù)雜的依存關(guān)系。孤子成了一門(mén)綜合性極強(qiáng)的學(xué)科，它囊括了化學(xué)，生物，數(shù)學(xué)，物理和電子科學(xué)等學(xué)科甚至還有經(jīng)濟(jì)學(xué)和藝術(shù)學(xué)。孤子在這些學(xué)科中相互交叉運(yùn)用，體現(xiàn)了自然的隨機(jī)性與確定性的統(tǒng)一。自然界是非線性與線性共同作用，自然而然的包含著無(wú)序與有序的統(tǒng)一。同時(shí)也說(shuō)明自然界很多事物是可以相互交換產(chǎn)生。那么一個(gè)既不平穩(wěn)也不均勻甚至不平衡的世界圖景展現(xiàn)在世人的面前，這一切都要?dú)w功于孤子理論的建立。這為人類(lèi)重新審視自然界提供了基礎(chǔ)，是人類(lèi)思想認(rèn)識(shí)上的大革命。一種新的認(rèn)識(shí)世界的方法論正在形成。它是對(duì)經(jīng)典物理學(xué)的一次大的沖擊，擺脫了經(jīng)典物理的局限性。它讓人類(lèi)認(rèn)識(shí)到和諧社會(huì)的重要性，自然界是簡(jiǎn)潔的。對(duì)孤子現(xiàn)象的深入研究已經(jīng)導(dǎo)致了現(xiàn)代科技的進(jìn)步，它是現(xiàn)代科技革命的絕對(duì)動(dòng)力。研究孤子對(duì)于人類(lèi)文明的進(jìn)步起到了極大的促進(jìn)作用，為未來(lái)社會(huì)和諧發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。它促使能源資源的利用得到大力的緩解，造福子孫。盡管到如今孤子研究已經(jīng)取得了極大地成功，但是也并非趨于完美。在不少孤子理論應(yīng)用領(lǐng)域的研究存在著相當(dāng)多的問(wèn)題。特別是在生物方面的應(yīng)用還是一個(gè)前沿學(xué)科。此外在折變空間的發(fā)展也比較緩慢。在工程的應(yīng)用有很多理論和方法急待發(fā)展。不過(guò)值得欣喜的是，孤子應(yīng)經(jīng)顯示了它在各個(gè)領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力。這些領(lǐng)域包括，通信、化學(xué)、工程、激光、軍事、醫(yī)學(xué)等。如此炙手可熱的孤子研究在各個(gè)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)激烈。很顯然誰(shuí)掌握了孤子的實(shí)用，誰(shuí)就能在世界上處于領(lǐng)先地位。但是不管怎樣競(jìng)爭(zhēng)，孤子最終的命運(yùn)都將是造福人類(lèi)。自從羅素提出孤子理論以來(lái)，孤子理論慢慢得到完善。孤子理論的實(shí)際應(yīng)用也取得了很大的發(fā)展。但是隨著社會(huì)的進(jìn)步，我們不能只停留在在當(dāng)前的理論上。更加完善孤子理論，把這些理論用在廣泛的方面成了當(dāng)務(wù)之急。正如前面所提到的光孤子通信，激光，電磁導(dǎo)彈，導(dǎo)電塑料都還有很大的發(fā)展空間，都還不完善。未來(lái)的任務(wù)更加艱巨。在已有的成就上更進(jìn)一步是十分艱難的，需要更多的人不懈努力。不過(guò)人們對(duì)孤子未來(lái)的發(fā)展顯得很有信心。孤子的應(yīng)用前景一片明朗。對(duì)于孤子的未來(lái)，人類(lèi)在已有的研究下又大膽的提出了許多關(guān)于孤子新的技術(shù)。特別是在孤子通信系統(tǒng)的深入研究下，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了眾多難題，促使科學(xué)家為這些難題奮斗。在這些新的孤子技術(shù)中具有典型意義的是暗孤子技術(shù)以及光折變空間孤子。當(dāng)然，這些技術(shù)的解決可以為未來(lái)的通信技術(shù)帶來(lái)翻天覆地的變化?？茖W(xué)家們大膽假設(shè)未來(lái)光孤子通信系統(tǒng)的研發(fā)趨勢(shì)。他們認(rèn)為可能存在以下三方面的趨勢(shì)：第一，全光纖孤子傳輸將成為主流傳輸趨勢(shì)。這是因?yàn)楣饫w放大器，光纖孤子激光器的技術(shù)已經(jīng)處于日漸成熟階段。第二，光孤子通信更加趨向于生活中的實(shí)際應(yīng)用。在孤子實(shí)際應(yīng)用中的重要組合功能部件得到了科學(xué)家的極大地重視。可能會(huì)實(shí)現(xiàn)光纖、放大器、半導(dǎo)體激光器以及耦合器集成在功能塊中。這就為孤子實(shí)際應(yīng)用提供了基礎(chǔ)。第三，未來(lái)對(duì)光孤子傳輸起主導(dǎo)作用的將會(huì)是暗孤子光纖通信。這是因?yàn)榱凉伦釉趥鬏敃r(shí)受光纖損耗的影響較大，而暗孤子受光纖損耗影響卻比較小。此外亮孤子的傳輸距離也比暗孤子要小一倍左右。所以暗孤子是一個(gè)極具研究?jī)r(jià)值的課題。除了對(duì)光孤子通信展現(xiàn)期待以外，孤子在生物，化學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域的未來(lái)發(fā)展前景也是值得欣喜，可以說(shuō)孤子改變了世界同時(shí)也也影響了人類(lèi)的思維。為此，對(duì)于那些曾經(jīng)在孤子理論發(fā)展中做出貢獻(xiàn)的科學(xué)家以及默默無(wú)聞的幕后工作者，值得每一個(gè)人去崇敬。參考文獻(xiàn)[1]?王博,李利平.光孤子通信技術(shù)及前景展望[J].科技信息,2010,23:10．[2]董孝義.光孤子通信原理與進(jìn)展[J].光通信技術(shù),1992,16（2）:28-39．[3]高以智,婁采云,姚敏玉,等.光孤子源進(jìn)展[J].激光與紅外,1995,5:10-14．[4]尹慶林,王玲,徐大偉.半導(dǎo)體激光器在光孤子通信中的應(yīng)用[J].光電技術(shù)應(yīng)用,2010,2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3一、項(xiàng)目情況說(shuō)明 3二、可行性研究的依據(jù) 5第二章項(xiàng)目建設(shè)的必要性與可行性 8一、項(xiàng)目建設(shè)背景 8二、項(xiàng)目建設(shè)的必要性 9三、項(xiàng)目建設(shè)的可行性 14第三章市場(chǎng)供求分析及預(yù)測(cè) 17一、項(xiàng)目區(qū)生豬養(yǎng)殖和養(yǎng)殖糞污的利用現(xiàn)狀 17二、禽畜糞污產(chǎn)量、沼氣及沼肥產(chǎn)量調(diào)查與分析 18三、項(xiàng)目產(chǎn)品市場(chǎng)前景分析 20第四章項(xiàng)目承擔(dān)單位的基本情況 21一、養(yǎng)殖場(chǎng)概況 21二、資產(chǎn)狀況 21三、經(jīng)營(yíng)狀況 21第五章項(xiàng)目地點(diǎn)選擇分析 23一、選址原則 23二、項(xiàng)目選點(diǎn) 23三、項(xiàng)目區(qū)建設(shè)條件 24第六章 工藝技術(shù)方案分析 27一、污水處理模式的選擇 27二、處理工藝的選擇 29三、項(xiàng)目工藝流程 31四、主要技術(shù)參數(shù) 35五、主要設(shè)備選型 39第七章項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo) 40一、項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo) 40二、項(xiàng)目建設(shè)規(guī)模 40第八章項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容 42一、建安工程 42二、儀器設(shè)備 46第九章投資估算和資金籌措 48一、投資估算的范圍 48