Vortex solitons in photonic crystal fibers
证明了光子晶体光纤中涡旋孤子解的存在性。分析了光子晶体光纤中的缺陷在光涡旋产生中所起的作用。还提供了基于群论的涡旋解的振幅和相位的角度依赖性的分析预测。此外，所有的分析是在非傍轴制度。
2003-10-24 nlin.PS
Stabilization of three-wave vortex beams in the waveguide
本文研究了具有二次非线性项（$χ^{(2)}$）的三波系统，即非简并二次谐波系统，在各向同性谐振子（HO）（又称抛物型）约束势作用下的二维定域涡旋模.除了在光学中的直接实现之外，该系统还模拟了混合原子-分子玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）。主要的问题是稳定的涡流模式，这是通过计算的不稳定增长率的特征模式的小扰动，并通过直接模拟。利用变分近似（VA）得到了单色光束参量不稳定性阈值的解析表达式，该阈值仅由涡度为零的二次谐波（SH）表示。在两个基频（FF）分量和SH分量中具有涡旋$\left( +1,-1,0\right) $的捕获状态[所谓的\textit{hidden-vorticity}（HV）模式]是完全不稳定的。同样不稳定的还有\textit{semi-vortices}（SV），其分量涡旋为$% \left( 1,0,1\right) $。然而，带有电荷$\left( 1,1,2\right) $的完整涡旋具有明确定义的稳定区域。不稳定的满涡具有鲁棒动力学行为的区域，在那里它们周期性地分裂和重组，保持它们的涡量。
2015-01-05 nlin.PS physics.optics
Knotted optical vortex lines in nonlinear saturable medium
在过去的50年里，在医学、通信和娱乐方面取得了重大进展。这些领域的如此发达，与光的控制能力有着直接的关系。光子学就是关于这种能力的。目前，光子学正与一个基本的物理概念--光孤子走在一起。光孤子是一种保形激光束。它们在数据传输中具有潜在的应用价值，这在当今是非常重要的。因此，光孤子的研究仍然是一个重要的课题。当光孤子以特定的方式受到扰动时，孤子周围会出现光场零点，称为光涡旋。一般来说，光学涡旋是空间中的线。因此，我们可以预期它们会打结。在扰动周围打结的光学涡旋似乎是自发的，不能直接预测。为了解释这一现象，基于微扰理论构造了一个类似的系统。然而，在这个系统中，我们有一个数学问题，但缺乏充分的理解。我们解决这个问题，从三个学科：激光物理，结理论和奇异光学引入的概念。我们相信，理解光涡旋自发打结的机制也将是其他系统的一个进步，例如超流体中的量子湍流和其他类型光孤子周围的光涡旋的形成。
2021-05-10 nlin.PS
Vorticity cutoff in nonlinear photonic crystals
使用群论的参数，我们证明，不像在均匀介质中，没有对称的任意阶涡可以在二维（2D）非线性系统中产生具有离散点对称性。所需的唯一条件是非线性项仅取决于场的模。在二维周期系统的特殊情况下，如非线性光子晶体或周期势中的玻色-爱因斯坦凝聚体，它表明，实现离散对称禁止涡度大于2的对称涡解的存在。
2004-11-08 nlin.PS
Optical Vortices and Vortex Solitons
光学涡旋是嵌套在电磁波中的相位奇点，构成了光物理学中一个迷人的现象来源，并与它们的近亲，超流体和玻色-爱因斯坦凝聚体中的量子化涡旋显示出深刻的相似之处。本文综述了近年来在不同类型非线性介质中光学涡旋的研究进展，重点介绍了{ \em涡旋孤子}的性质。自聚焦非线性导致涡旋光束的方位角不稳定性，但它也可以支持新类型的稳定或亚稳定的自陷光束，如环形孤子、项链光束和孤子团。我们描述了多分量光束、二次非线性介质中的参数耦合光束、部分非相干光以及周期光子晶格中的离散涡旋孤子。
2005-01-12 nlin.PS
Stabilization of Optical Bubbles Near the Axis of a Helical Waveguide
该研究通过数值模拟发现，螺旋波导内散焦克尔介质中描述傍轴光圆偏振相互作用的耦合非线性薛定谔方程存在带涡旋的稳定旋转光学气泡解，其横向轮廓由波导参数、涡旋数和背景强度决定。
2024-08-12 nlin.PS physics.optics
Dynamic and Energetic Stabilization of Persistent Currents in Bose-Einstein Condensates
我们研究的条件下，在一个高度扁圆的谐波捕获玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）可以稳定由于钉扎的蓝色失谐高斯激光束，特别强调的潜在不稳定的影响，激光束定位在BEC内。我们的方法涉及的理论和数值探索的动态和能量稳定的钉扎的旋涡缠绕数高达$S=6$，与实验观察相一致。稳定的钉扎理论上通过Bogoliubov-de Gennes激发光谱计算和确认通过直接数值模拟的条件下，类似的实验观察范围。理论和数值计算结果表明，当激光束离开BEC中心时，超流绕激光束的钉扎缠绕数（或等效的缠绕数）衰减.我们的理论分析有助于解释以前的实验观察，并有助于确定稳定的涡旋钉扎的限制，为未来的实验涉及涡操纵激光束。
2014-02-24 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Symmetry, winding number and topological charge of vortex solitons in discrete-symmetry media
我们确定了非线性薛定谔方程的离散涡的离散旋转对称轴附近的函数行为。我们发现，这些解决方案提出了一个中心相位奇异性，其电荷是由对称性参数的限制。因此，我们证明了高电荷离散涡的存在与其他离轴相位奇点的存在有关，这些奇点的位置和电荷也受到对称性参数的限制。为了说明我们的理论结果，我们提供了两个数值例子的高电荷的离散涡旋的光子晶体光纤显示六角形离散旋转不变性。
2008-11-02 nlin.PS
Stable structures with high topological charge in nonlinear photonic quasicrystals
在立方非线性和饱和非线性情况下，用数值和解析方法研究了5束和8束光干涉产生的光子准晶体中拓扑荷为3和4的稳定涡旋。这些结构是实验上可实现的，包括一个稳定的电荷4涡流的原型例子。直接数值模拟证实了分析和数值线性稳定性分析的预测。
2010-07-17 nlin.PS physics.optics
Elliptic Vortices in Composite Mathieu Lattices
本文研究了具有复合Mathieu晶格的非线性散焦介质中的椭圆形涡旋孤子。椭圆涡具有强度和相位各向异性的特征，并且只有当其能量流超过某个阈值时才能存在。单电荷椭圆涡被发现产生通过从偶极模式，这是尽我们所知的对称性破缺分岔的光学研究的背景下，不同维度的相位位错的分岔的第一个例子分岔。具有拓扑荷的高阶椭圆涡可以表现出空间分离的单荷相位奇点，从而导致其稳定性。所报道的椭圆涡的显着特点定性地适用于其他椭圆形的约束势。
2009-05-02 nlin.AO nlin.PS physics.optics
Stable multiple vortices in collisionally inhomogeneous attractive Bose-Einstein condensates
研究了具有空间局域自吸引区域的二维囚禁玻色-爱因斯坦凝聚体中孤立涡的稳定性。求解相应的Bogoliubov-de Gennes方程并运行基础Gross-Pitaevskii方程的直接模拟揭示了具有高达S = 6（至少）的拓扑电荷的涡旋在化学势的临界值以上是稳定的（即，低于临界原子数，其随S急剧增加）。最大的非线性局部化半径承认稳定的高阶涡估计解析和精确识别的数值形式。据我们所知，这是第一个例子的设置，产生稳定的高阶涡，S> 1，在一个被困的自吸引BEC。在非线性光学中也可以实现相同的设置。
2015-10-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Observation of discrete vortex solitons in optically-induced photonic lattices
首次在二维光致光子晶格中观测到了离散涡旋孤子。我们证明了在自聚焦非线性介质中晶格对光学涡旋的强稳定性，并研究了一类广义奇异光束产生离散涡旋的过程。
2004-03-05 cond-mat nlin.PS physics.optics
Dynamics of Few Co-rotating Vortices in Bose-Einstein Condensates
通过实验、数值计算和理论分析，研究了玻色-爱因斯坦凝聚体中具有少量（2- 4）个同向旋转涡旋的小涡团的动力学行为。所有这些方法都证实了对称涡位形动力学不稳定性的反直觉存在。在足够大的角动量值时，不稳定性作为一个干草叉分叉出现，这会导致非对称旋转涡结构的出现和稳定。后者在理论模型中进行了量化，并在实验中观察到。的动力学探索两个可积的两涡系统，减少系统的相空间提供了有价值的见解，以及为不可积的三（或更多）涡的情况下，另外承认的可能性混沌轨迹。
2013-02-26 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Bulk vortices and half-vortex surface modes in parity-time-symmetric media
我们证明了在具有$\mathcal{PT}$对称光子晶格的二维（2D）非线性光学系统中，体涡旋局域模和它们的表面半涡旋（“马蹄”）对应物会自陷.相应的稳定区域中确定的基本参数空间。在体状态有关的截断非线性布洛赫波的PL诱导谱的间隙。基本的涡旋和马蹄模式分别由四束和三束光束构成，它们之间具有适当的相移。他们的稳定复杂的同行，建立了多达12个梁，也报告。
2014-05-25 nlin.PS physics.optics
Two-dimensional solitons and vortices in media with incommensurate linear and nonlinear lattice potentials
基于具有二维或准一维（Q1 D）周期性线性势的非线性SchrÄodinger/Gross-Pitaevskii方程，结合立方非线性的周期调制，构造了二维系统中的常孤子和能隙孤子族，包括孤波涡（也以2D或Q1 D形式），其通常与线性势不相称，从而形成"\nonlinear准晶体”。稳定的涡旋被建立为四个峰的复合体，它们之间的间隔等于线性势的两倍周期。该系统可以在光子晶体或玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中实现。变分近似（VA）适用于普通孤子（居住在半无限大的差距），和数值方法被用来构建所有类型的孤子。在所有版本的模型中的孤子族的稳定区域被确定。
2012-01-11 nlin.PS physics.optics
One- and two-dimensional modes in the complex Ginzburg-Landau equation with a trapping potential
我们提出了一种新的机制，在激光器和半导体微腔保持激子-极化激元凝聚体，空间均匀的线性增益，立方损耗，立方自聚焦或散焦非线性约束模式的稳定。我们证明，通常已知的背景不稳定性驱动的线性增益可以抑制的谐波振荡器捕获势和有效扩散的组合。系统的一维和二维（1D和2D）版本的模型的数值分析揭示了各种稳定的模式，包括固定的，呼吸，和准规则的图案填充的捕获区域在1D的情况下。在2D中，分析产生静止模式、呼吸器、轴对称和旋转新月形涡流、由多达$8$单个涡流构成的稳定旋转复合体，以及具有涡流湍流特征的模式。以精确的解析形式找到了一维和二维定态模式的存在边界，并对全定态进行了解析逼近。
2018-03-09 nlin.PS
Discrete solitons and vortices on two-dimensional lattices of $\mathcal{PT}$-symmetric couplers
我们介绍了一个二维网络建成的$\mathcal{PT}$对称二聚体与现场立方非线性，增益和损耗元素的二聚体被连接的平行方形晶格。该系统可以被实现为嵌入到光子晶体中的一组$\mathcal{PT}$对称双芯波导。该系统支持$\mathcal{PT}$对称和反对称的基孤子（FS）和原地中心孤波涡（OnVs）。这些离散孤子的稳定性是考虑的中心议题。通过计算稳定性特征值确定了其在参数空间中的稳定区域，并通过直接模拟进行了验证。对称FS表示系统的基态，在功率的最低值处稳定，而反对称FS和OnV在较高功率处稳定。对称的OnV在低功率下也是稳定的，是非常鲁棒的模式：与其他PT对称状态相反，不稳定的OnV不会爆炸，而是自发地重建成稳定的FS。
2014-11-14 nlin.PS physics.optics
Multiply Charged Vortex States of Polariton Condensates
量子化涡旋的存在是玻色-爱因斯坦凝聚体的一个重要特征。在平衡凝聚中，只有单位拓扑荷的量子涡旋是稳定的，这是由于多电荷缺陷的动力学不稳定性，除非有强的外旋转支持。由于对这些基本拓扑激发的物理学的巨大兴趣，大量的工作已经花费在理解如何迫使它们稳定。在这里，我们表明，在光子玻色-爱因斯坦凝聚体的激子极化准粒子泵在一个环形的几何形状，不仅做恒定的粒子通量固有的系统自然稳定的多电荷涡旋状态，但这种状态确实可以自发地形成在凝聚体的形成过程中通过动力学对称性破缺机制。我们阐明了这些新的状态的属性，特别是发现他们辐射声，在一个类似的过程中发射的引力波从二进制黑洞。最后，我们表明，这些光子流体的涡度从根本上限制了量子开尔文-亥姆霍兹不稳定性，因此由冷凝半径和泵浦强度。这代表了量子光子流体中这种不稳定性的第一份报告--在流体动力学中具有深刻的基础性。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.app-ph
Quenched dynamics of two-dimensional solitons and vortices in the Gross-Pitaevskii equation
我们考虑了导致在玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）中产生准一维亮孤子的实验的二维（2D）对应物[Nature 417，150- 153（2002）]。我们首先确定的基态的2D Gross-Pitaevskii方程的排斥相互作用，与谐波振荡器（HO）陷阱，并与或不与光晶格（OL）。随后，我们切换相互作用的符号，以诱导原子间的吸引力，并监测随后的动态。在OL强度和BEC范数的参数平面上，确定了二维基孤子稳定自陷和灾变坍缩的区域。OL强度的增加扩大了孤子的持续域更大的范数。对于单电荷孤立子涡旋，除了存在生存和坍缩机制外，还存在一个中间机制，即涡旋抵抗坍缩，但失去结构，转变为基本孤立子。相同的设置也可以在光孤子和涡旋的情况下使用光子晶体光纤来实现。
2012-10-15 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Three-dimensional optical vortices in nonlinear Bessel waveguides
Universidad Politécnica Salesiana（salesian理工大学）；Universidade de Vigo（维戈大学）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
该研究探究携带轨道角动量的光子弹在贝塞尔结构非线性渐变折射率波导中的形成、稳定性与传播动力学，利用平方贝塞尔折射率分布实现其稳定，获多解族共存的特性，为非线性光局域化及先进光子应用提供新方向。
2026-08-31 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Quench dynamics of Wannier-Stark states in an active synthetic photonic lattice
本文提出以调制环形快增益激光器构建等密度填充的合成光子晶格，实现并观测 Wannier-Stark 梯淬火后的振荡及其向单态的相干稳定。
2024-05-08 nlin.PS physics.optics
Spin-orbit coupled polariton condensates in a radially-periodic potential: Multiring vortices and rotating solitons
我们解决的旋量极化激元凝聚体在径向周期势的演变。这样的潜力允许观察到的新的非线性激发和支持各种动态稳定的孤子状态从来没有表现出以前在极化子凝聚体，包括环形孤子的密度峰值位于不同的径向最小值的潜力和扩展的动态稳定的多环图案。该系统的优点之一是，由于具有相同自旋的极化激元之间的主要排斥相互作用，方位角调制不稳定性被抑制，从而允许径向对称状态的稳定。该系统的代表性特征是不同旋量分量之间的自旋-轨道耦合要求它们携带不同的拓扑荷。讨论了带有不同拓扑荷组合的径向对称态。径向对称势也支持稳定的旋转多峰孤子，其性质出乎意料地不仅取决于旋转速度的大小，而且还取决于其符号，即，在旋转方向上。后一种性质是自旋-轨道耦合的结果，它打破了顺时针和逆时针旋转之间的等价性。的多环结构被证明是强大的对不可避免的损失，因此服从与目前可用的实验技术的观察。
2019-03-12 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.optics
Semidiscrete optical vortex droplets in quasi-phase-matched photonic crystals
本文提出在准相位匹配光子晶体中利用竞争性二次与三次非线性产生半离散涡旋液滴，揭示了格点中心型和格间中心型两类状态及其稳定区域与多稳态共存特性，并给出了实验实现方案。
2023-09-15 nlin.PS physics.optics
