Vortex soliton tori with multiple nested phase singularities in dissipative media
我们证明了存在稳定的二维和三维涡旋孤子携带多个,空间分离,单电荷拓扑位错嵌套周围的涡环核心。这种新的非线性状态支持的椭圆增益景观聚焦非线性介质中的双光子吸收。相位位错之间的分离主要由增益景观的几何形状决定,并且其仅在增益或吸收强度变化时略微改变。
2012-01-23 nlin.PS physics.optics
Fundamental and vortex dissipative quadratic solitons supported by spatially localized gain
我们考虑在具有二次($χ^{(2)}$)非线性的光学介质中存在稳定的零涡和非零涡的二维(2D)耗散孤子。为了补偿系统的基频(FF)和二次谐波(SH)分量中的空间均匀损耗,包括承载线性增益的强局部放大区域(“热点”,HS),作用于FF分量或SH分量。在这两种情况下,高斯径向增益分布支持稳定的基本耗散孤子钉扎到HS。二维孤子的存在域和稳定域的结构相当复杂。它们表现出一些值得注意的特性,如双稳态和自发对称性破缺。一个环形的增益分布作用到FF组件上支持稳定的涡旋孤子,与绕组数高达5,和多极。无论是增长的增益值或拉伸的增益分布的涡旋孤子轮廓的非平凡的转变进行了观察。
2022-01-17 nlin.PS physics.optics
Weakly Nonlinear Analysis of Vortex Formation in a Dissipative Variant of the Gross-Pitaevskii Equation
对于一个耗散的变种的二维Gross-Pitaevskii方程的抛物型陷阱下旋转,我们研究了对称性破缺过程,导致形成的旋涡。第一次对称性破缺导致了许多小涡旋的形成,这些小涡旋均匀地分布在超导费米半径附近。不稳定性的发生是由于一个无涡稳定状态的线性不稳定性的旋转增加到临界阈值以上。我们专注于第二次随后的对称性破缺,这发生在弱非线性政权。在略高于阈值,我们推导出一个一维振幅方程,描述了缓慢的演变的包络线的初始不稳定性。我们表明,负责启动涡形成的机制是振幅方程的调制不稳定性。我们还说明了耗散的对称性破缺过程中的作用。所有的分析都得到了详细的数值计算的证实。
2015-09-10 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Vortex Dynamics in Dissipative Systems
本文导出了二维和三维非相对论性系统中涡旋的精确运动方程,该系统由复系数的Ginzburg-Landau方程控制。的速度是在复杂的领域的幅度和相位的局部梯度,也是精确的任意小的涡间距离。恢复了超流体或超导体中涡旋的结果。
1996-11-05 chao-dyn cond-mat.supr-con hep-th
Generation of ring-shaped optical vortices in dissipative media by inhomogeneous effective diffusion
通过系统的模拟,我们证明了各种环形光学涡旋(OV)的产生从一个二维输入嵌入涡,在耗散介质建模的五阶复杂的金斯堡-朗道方程与非均匀的有效扩散(空间滤波)项,这是各向异性的横向平面和周期性调制的纵向方向。我们展示了稳定的方形和齿轮形的OV的产生,以及倾斜的椭圆形涡环,以及由一个中心基本孤子和两个涡卫星,或三个基本孤子组成的弦形束缚态。它们的形状可以通过调节非均匀扩散的强度和调制周期来调节。通过改变输入的涡度和非均匀扩散的参数来确定所生成的OV的稳定域。结果表明,一种方法,以产生新型的环形光阀与应用的工作与结构光。
2018-05-22 nlin.PS
Vortex Nucleation in a Dissipative Variant of the Nonlinear Schrödinger Equation under Rotation
在目前的工作中,我们激励和探索的非线性薛定谔方程的耗散变种下的外旋转的影响下的动力学。正如在已确立的哈密顿情形中一样,旋转引起涡旋的形成。然而,我们发现,最不稳定的模式,导致这种不稳定的规模与适当的权力的化学势$μ$的系统,按比例增加到$μ^{2/3}$。通过我们的渐近分析得到的相关公式的精确形式,提供了作为原子密度和陷阱强度的函数的最不稳定的模式。我们展示了这些不稳定的模式通常如何在原子云的外围形成大量的涡旋。然而,通过模式选择机制,促使由破碎,只有少数孤立的旋涡被拉在顺序从周边到云的大部分,导致高度对称的稳定的旋涡配置与少得多的旋涡比原来的不稳定模式。这些结果可能是相关的有限温度原子凝聚体的实验易处理的领域。
2014-12-01 cond-mat.quant-gas math.AP nlin.PS
Stable vortex solitons sustained by a localized gain in the cubic medium
本研究提出一种含纯立方散焦非线性与非均匀线性增益的简单耗散系统,通过特殊能量流机制实现高拓扑荷稳定涡旋孤子,揭示增益、损耗对孤子的影响及特殊动力学,为相关系统的涡旋态形成提供高效机制。
2024-04-28 nlin.PS physics.optics
Solitary vortex couples in viscoelastic Couette flow
本文报道了一种局域结构的实验观察,它是耗散系统的一种新类型。它出现在高弹性聚合物溶液的Couette流中作为一个孤立的涡偶(“diwhirl”)。一个独特的性质的扰动是,他们是固定的,在通常的本地化的波结构,在哈密顿和耗散系统,这是稳定的波色散。它也是流体动力学中的一个新对象--一对漩涡构成了一个有点类似于磁偶极子的单一实体。在雷诺数可以忽略不计的情况下,通过滞后过渡,由于纯弹性不稳定性,出现了扰动。有人建议,涡流是由相同的力量,导致韦森伯格效应。扰动在流入和流出之间具有显著的不对称性,这也是所提出的弹性不稳定机制的一个基本特征。
1996-10-22 nlin.PS patt-sol
Replication of dissipative vortices modeled by the complex Ginzburg-Landau equation
耗散涡是在远离平衡态的非线性系统中,由于增益和损耗的平衡而存在的一种稳定的二维局域结构。它们具有抗色散和抗非线性畸变的特性,被认为是新的光学系统中很有前途的信息载体。开发这种系统的关键挑战是控制涡流波形。在本文中,我们报告的复制的二维基本耗散孤子和涡旋由于其在局部施加的电位的散射的五次复杂的Ginzburg-Landau方程。已经发现,一个适当的潜在的非平凡分裂的基本孤子和涡旋成几个精确的副本,而不会失去他们的振幅水平。一个非常简单的潜力,具有有限的支持者沿纵向坐标和双峰依赖于一个单一的横向坐标被发现是适合于复制的二维局域化结构。
2018-06-22 nlin.PS
Building patterns by traveling vortices and dipoles in periodic dissipative media
我们分析了二维(2D)复杂的Ginzburg-Landau(CGL)方程的模式形成的情况下,五阶(CQ)的非线性和细胞潜力。该方程模拟了具有内置光栅的激光腔,用于稳定2D图案。模式的建立过程是通过踢一个本地化的复合模式,在偶极子,四极,或由四个本地峰组成的涡旋的形式。被踢模式在蜂窝结构中的跳跃运动导致了被蜂窝结构钉扎的各种扩展模式的产生。在环形系统中,持续自由运动的偶极子从相反的一侧撞击静止图案,从而产生几个动力学区域,钉扎多孤子链扮演牛顿摇篮(NC)的角色。
2014-06-18 nlin.PS
From one- to two-dimensional solitons in the Ginzburg-Landau model of lasers with frequency selective feedback
我们使用三次复Ginzburg-Landau方程耦合到一个耗散线性方程作为模型的激光器与外部频率选择性反馈。已知反馈可以稳定一维(1D)自局域模。我们的目标是扩展到2D条纹形和涡旋孤子的分析。涡旋的半径随其拓扑荷$m$的增大而线性增大,因此平条纹孤子可以解释为具有$m=\infty$的涡旋,而涡旋孤子可以解释为弯曲成环的条纹.涡旋孤子的结果适用于广泛的一类物理系统。有一个定性的协议,我们的结果和最近报道的模型与饱和非线性。
2011-02-08 nlin.PS
Multidimensional dissipative solitons and solitary vortices
本文综述了非线性耗散介质的二维和三维模型中孤子的研究结果。这种孤子的存在需要保持两个平衡:非线性自聚焦和线性衍射和/或色散之间的平衡,以及损耗和增益之间的平衡。由于这些条件,耗散孤子(DS)不存在于家庭,但作为孤立的解决方案。主要问题是二维和三维DS的稳定性,特别是旋涡的。首先,稳定的2D DS的框架内的复杂的Ginzburg-Landau方程的五阶(CQ)的非线性,它结合了线性和五次损失与立方增益。除了基本的(零涡)DS,稳定的螺旋DS也提出了,涡度1和2。稳定的二维孤子也被发现在两个线性耦合场的系统中,与线性增益作用在一个和线性损失在其他。在这种情况下,三次损失(没有五次项)足以保证基波和涡旋DS的稳定性。除了真正的本地化状态,弱本地化的也提出了,在一个模型中,非线性损失没有明确的增益,从无穷大涌入的功率补偿的损失。其他类别的2D模型,这里考虑使用空间调制的损失或增益来预测许多种类的强大的DS,包括具有复杂的周期性反复出现的变态。稳定的基本孤子和涡旋孤子也可以由具有捕获势或空间周期性势的模型产生。在后一种情况下,考虑2D间隙DS。此外,2D耗散模型与自旋轨道耦合产生稳定的半涡,与涡进行的一个组件。随着2D孤子,审查包括3D的基本和涡旋DS,稳定的CQ非线性和/或外部潜力,以及它们之间的碰撞。
2022-08-01 nlin.PS physics.optics
Discrete Vortex Filaments on Arrays of Coupled Oscillators in the Nonlinear Resonant Mode
数值模拟表明,在三维有限区域内,当区域边界受到共振外力作用时,耦合弱耗散非线性振子阵列上的涡旋结构可以以量子化细丝的形式长期存在.定性地揭示了系统的参数范围和有利于形成调制稳定的准均匀能量背景的外部信号,这是发生这种现象的决定性因素。
2020-12-10 nlin.PS physics.class-ph
Spatiotemporal dissipative solitons and vortices in a multi-transverse-mode fiber laser
介绍了一种多模光纤激光器的时空锁模模型,该模型基于(3+1)维五次复Ginzburg-Landau方程(cGLE),该方程具有保守非线性和耗散非线性以及二维横向俘获势。系统的数值分析揭示了各种稳定的非线性模式,包括稳定的基本孤子和呼吸子,以及孤立涡与缠绕数$n=1$,而与$n=2$的涡是不稳定的,分裂成持续旋转的两个单一的涡的束缚态。该系统的一个特征是基本时空孤子和涡旋时空孤子之间的双稳态。
2019-11-27 nlin.PS physics.optics
Vortex modes supported by spin-orbit coupling in a laser with saturable absorption
本文引入了一个具有自旋轨道耦合的二维复Ginzburg-Landau方程组,描述了具有可饱和增益和吸收的宽口径微腔激光器。我们报道了该系统中的双组分自陷耗散激光孤子族。SOC项由二阶微分算子表示,该微分算子设置两个分量的涡度之间的差$|ΔS|=2$。我们已经发现了两种类型的稳定孤子:涡反涡(VAV)和半涡(SV)的束缚态,分别具有涡度$\left( -1,+1\right) $和$\left( 0,2\right) $。在以前的工作中,这些类型的2D局域态被发现只有在模型中,包括一个陷阱的潜力,而我们正在处理的latteraly无约束(自由空间)模型中的自陷效应。SV态在增益系数值的一个窄区间内是稳定的。对于VAV状态,稳定性区间更宽,并且可以通过使SOC更强来扩展稳定性区间(尽管没有SOC的系统也具有稳定性区间)。我们已经发现了三个分支的VAV和SV类型的固定解决方案,两个不稳定和一个稳定。后者是一个吸引子,因为不稳定的状态自发地转变为稳定的状态,同时保持其分量的涡度。不同于先前已知的2D局域态,通过捕获势和SOC的组合来维持,在本系统中,VAV和SV复合物在没有扩散的情况下是稳定的。与保守模型中的亮孤子相比,耗散孤子的化学势为正。
2018-10-29 nlin.PS physics.optics
Excited states of two-dimensional solitons supported by the spin-orbit coupling and field-induced dipole-dipole repulsion
最近发现,在自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)中,半涡旋和混合模孤子的激发态是不稳定的。我们证明了一种可能性,以稳定这样的激发态的设置基于排斥偶极-偶极相互作用引起的极化场,定向垂直于平面中的偶极BEC被困。假设场强沿径向方向$\sim $ $r^{4}$增长。半涡旋孤子的激发态在其两个分量中具有涡旋度$S$和$S+1$,每个都是角动量的本征态。它们在高达$S=5$时完全稳定。混合模孤子的激发态具有相互交织的项链结构,两个分量的角动量的分数值相反。如果它们是由主角谐波$\pm S$和$S\leq 4$构成的,则它们是稳定的。系统地分析了这两类未知高阶孤子的特性和稳定性。它们的特征尺寸为$\sim 10$ $\mathrm{μ}$ m,原子数为$\lesssim 10^{5}$
2018-01-31 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics