Physics‐Informed Neural Network for Nonlinear Dynamics in Fiber Optics

非线性系统 人工神经网络 物理 孤子 偏微分方程 光纤 解算器 反向传播 计算机科学 光学 人工智能 量子力学 程序设计语言
作者
Xiaotian Jiang,Danshi Wang,Qirui Fan,Min Zhang,Chao Lu,Alan Pak Tao Lau
出处
期刊:Laser & Photonics Reviews [Wiley]
卷期号:16 (9) 被引量:29
标识
DOI:10.1002/lpor.202100483
摘要

Abstract A physics‐informed neural network (PINN) that combines deep learning with physics is studied to solve the nonlinear Schrödinger equation for learning nonlinear dynamics in fiber optics. A systematic investigation and comprehensive verification on PINN for multiple physical effects in optical fibers is carried out, including dispersion, self‐phase modulation, and higher‐order nonlinear effects. Moreover, both the special case (soliton propagation) and general case (multipulse propagation) are investigated and realized with PINN. In existing studies, PINN is mainly effective for a single scenario. To overcome this problem, the physical parameters (i.e., pulse peak power and amplitudes of subpulses) are hereby embedded as additional input parameter controllers, which allow PINN to learn the physical constraints of different scenarios and perform good generalizability. Furthermore, PINN exhibits better performance than the data‐driven neural network using much less data, and its computational complexity (in terms of number of multiplications) is much lower than that of the split‐step Fourier method. The results show that PINN is not only an effective partial differential equation solver, but also a prospective technique to advance the scientific computing and automatic modeling in fiber optics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI

祝大家在新的一年里科研腾飞
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
zyt完成签到,获得积分10
2秒前
Candice应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
辛勤钧发布了新的文献求助10
3秒前
壮观问寒应助核桃小小苏采纳,获得10
5秒前
8秒前
黄紫红完成签到 ,获得积分10
8秒前
8秒前
wweiweili完成签到,获得积分10
10秒前
啾咪完成签到 ,获得积分10
10秒前
longh完成签到,获得积分20
10秒前
科研小南完成签到 ,获得积分10
10秒前
DrKe完成签到,获得积分10
10秒前
mingming发布了新的文献求助10
11秒前
Polymer72应助morena采纳,获得10
11秒前
12秒前
木子米完成签到,获得积分10
13秒前
clueless完成签到,获得积分10
13秒前
小楼初晴完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
14秒前
不配.应助longh采纳,获得20
14秒前
袁向薇完成签到,获得积分10
15秒前
mingming完成签到,获得积分10
17秒前
轻语发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
陆海的你发布了新的文献求助10
18秒前
袁向薇发布了新的文献求助10
19秒前
雪山飞龙发布了新的文献求助10
20秒前
Lei完成签到,获得积分10
22秒前
5度转角应助拾陆采纳,获得10
25秒前
27秒前
leiyang49应助水博士采纳,获得10
28秒前
28秒前
欣慰外套完成签到 ,获得积分10
30秒前
脑洞疼应助轻语采纳,获得10
30秒前
nenoaowu应助卷大喵采纳,获得30
30秒前
高分求助中
Востребованный временем 2500
Les Mantodea de Guyane 1000
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 950
Field Guide to Insects of South Africa 660
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 500
Product Class 33: N-Arylhydroxylamines 300
Machine Learning in Chemistry 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3387376
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3000163
关于积分的说明 8789703
捐赠科研通 2686013
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1471428
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 680251
邀请新用户注册赠送积分活动 673060