Variational approach to study solitary waves in $\mathcal{PT}$-symmetric nonlinear couplers
通过变分分析，研究了具有克尔非线性的$\mathcal{PT}$对称定向光纤耦合器中的孤波及其开关动力学。我们分析的基本开关特性的$\mathcal{PT}$对称克尔耦合器在皮秒的时间尺度考虑耦合模方程的未扰动的非线性薛定谔方程，我们比较其传统的对应。高阶扰动（脉冲内拉曼散射，自陡，和三阶色散）的影响进行了详细研究，在飞秒时间尺度。在所有的情况下，变分法成功地预测每个数值观察到的开关特性。我们的半解析处理有可能提供物理的洞察复杂的开关动力学在各种非线性耦合器配置从不同的物理领域。
2022-06-19 nlin.PS physics.optics
Nonlinear switching of low-index defect modes in photonic lattices
我们研究了周期性光晶格中两个低折射率缺陷通道间的非线性信号转换。与引导机制是全内反射或折射的常规定向耦合器相比，在这种布拉格型耦合器中，引导是光子带隙起源的。低折射率耦合器中的耦合长度由晶格参数和沟道间距控制。在非线性区域，布拉格型耦合器表现为全光开关，对于聚焦和散焦非线性，其开关功率表现出显著的差异。
2008-06-17 nlin.PS physics.optics
Power Switching in Hybrid Coherent Couplers
我们报告的理论和数值研究的开关的功率在新的混合模型的非线性相干耦合器组成的光学平板波导与各种阶的非线性。第一个模型由两个二阶而不是通常的三阶耦合系数的Jensen耦合器为代表的指导。这个二阶系统被证明有一个功率自陷过渡在临界功率大于三阶磁化率耦合器。接下来，我们考虑一个混合耦合器组成的二阶引导耦合到一个三阶引导和显示，虽然它不显示严格的自陷过渡，对于一个特定的参数选择，它确实显示了一个相当突然的功率捕获在一个较低的功率比在三阶耦合器。通过将该混合非线性对耦合到第三纯线性引导件，可以将功率陷获带到甚至更低的水平，并且以这种方式，可以在小于Jensen耦合器中所需的输入功率的六分之一的情况下实现令人满意的切换分布。
1997-04-08 physics.optics
Multistability and Switching in Oppositely Directed Saturable Coupler
报道了一种新型的带负折射率材料（NIM）通道的双芯反向可饱和耦合器（ODSC）的光学多稳态特性。利用拉格朗日变分法和雅可比椭圆函数来构造解析解的动力学进行了研究。由于NIM信道中的相速度和坡印廷矢量的相反方向性，ODSC表现出作为有效反馈机制的结果的带隙。我们观察到，该系统承认多个稳定状态的一些控制参数，这是一个结果的非线性饱和和独特的后向耦合机制的NIM信道的组合。多稳态的数目随着非线性饱和的强度而增加。利用多个稳定状态的优势，可以构建具有灵活开关操作的超快开关器件。对ODSC传输特性的研究表明，ODSC存在多个传输共振窗口，这有助于在耦合器等均匀系统中实现间隙孤子。ODSC具有更大的设计自由度和可控性，可能成为下一代全光交换的选择。
2017-03-01 physics.optics
Experimental demonstration of interaction-free all-optical switching via the quantum Zeno effect
我们实验证明了全光无相互作用开关使用量子芝诺效应，实现了35：1的高对比度。实验数据匹配零参数的理论模型，为几个不同的制度的操作，表明一个很好的理解开关的特性。我们还讨论了这项工作的扩展，将允许显着提高性能，并将这项技术集成到芯片级器件。
2013-01-31 physics.optics quant-ph
Switching dynamics of femtosecond solitons in parity-time-symmetric coupled optical waveguides
我们报告了一个详细的研究孤子转向动力学的奇偶时间对称定向耦合器在飞秒域，这需要纳入高阶微扰效应，如三阶和四阶色散，自陡峭，和脉冲内拉曼散射。在高增益/损耗的情况下，所有这些效应的组合被发现可以稳定孤子脉冲在耦合器中的演化，而不是无扰演化的混沌行为。这项工作表明，有效的孤子转向可以实现在非常低的临界功率和相对较高的增益/损耗，即使在飞秒政权。
2022-10-01 nlin.PS physics.optics
Design considerations for multi-core optical fibers in nonlinear switching and mode-locking applications
我们探讨了在设计用于非线性开关或锁模应用的多芯光纤耦合器时应解决的实际挑战。在制造过程中，在这些光纤耦合器中形成的不可避免的几何缺陷会影响非线性开关器件的性能特性。制造的不确定性是可以容忍的，只要它们施加在模式的传播常数的变化小于芯之间的线性耦合。可以通过使芯彼此更靠近来减小传播常数变化的影响，从而增加耦合。然而，较高的耦合转化为较高的开关功率，这在某些实际情况下可能是不期望的。因此，制造误差限制了非线性耦合器中可实现的最小开关功率。
2014-05-06 physics.optics
All-Optical Switching Demonstration using Two-Photon Absorption and the Classical Zeno Effect
在氮化硅微盘谐振腔中实现了低对比度全光Zeno开关。该装置是基于抑制由于非简并双光子吸收的场建立在一个微腔内。由于与器件物理相关的限制，该实验在谐振器中使用一个光束，在自由空间中使用一个光束。这些结果表明，一个类似的方案，两个光束谐振腔将对应于输入功率水平接近20 nW。
2012-06-05 physics.optics quant-ph
Nonlinear performance of asymmetric coupler based on dual-core photonic crystal fiber: towards sub-nanojoule solitonic ultrafast all-optical switching
在亚纳焦脉冲能级下，利用超快孤子实现了高非线性光子晶体光纤中双芯非对称性的非线性平衡。通过在1500 nm和1800 nm之间的不同波长下选择性地激发和监测单个光纤芯，实验研究了光纤不对称性的影响。基于耦合广义非线性薛定谔方程的数值模拟结果表明，在快芯激发条件下，由于时间孤子的非线性不对称平衡，能量向非激发芯的转移率较高.此外，模拟结果与实验获得的输出双芯消光比对激发能和波长的依赖关系定性对应。在1800 nm快速芯激发的情况下，以23 dB的对比度记录了输出通道之间的窄带光谱强度切换。这种开关是通过改变亚纳焦区的激发脉冲能量实现的。详细分析了双芯非对称性在孤子传输过程中的非线性平衡，为超快非线性全光开关器件的发展开辟了新的前景。
2019-12-13 physics.optics
Stability of solitons in PT-symmetric couplers
在考虑Kerr非线性和PT平衡增益和损耗的情况下，得到了对称和反对称孤子的解析解。关键问题是孤子的稳定性。对于PT对称孤子，得到了一个解析形式的稳定区域，并通过模拟进行了验证。对于反对称的，稳定性边界的数值形式。两种类型的运动孤子弹性碰撞。在“超对称”情况下，两种孤子合二为一，增益、损耗和芯间耦合系数相等。这些孤子具有亚指数不稳定性，这可以通过周期性切换（“管理”）来抑制。
2011-09-27 nlin.PS physics.optics
Dynamics of higher-order solitons in regular and PT-symmetric nonlinear couplers
在非线性双芯耦合器及其PT对称模型下，研究了对称和反对称2-孤子和3-孤子的动力学行为。在PT对称系统中，当平衡增益和平衡损耗作用于两个核时，确定了系统的稳定性边界，得到了注入扰动对称和反对称N孤子收敛到对称和非对称准孤子的区域.值得注意的是，在所有的情况下，反对称2-孤子输入的稳定区域大于对称的对应物，相反，以前已知的结果为基本孤子（N=1）。研究了注入到耦合器单芯中的2孤子的动力学状态（开关）。特别是，分裂成一对对称孤子的输入区域被发现，这被解释为2-孤子的振动和耦合器中的两个芯之间的能量振荡之间的共振的表现。
2012-07-17 nlin.PS physics.optics
Nonlinear directional coupler for polychromatic light
我们证明了具有特殊波导轴弯曲的非线性定向耦合器可用于覆盖整个可见光区的非常宽的光谱的多色光的全光开关。与传统耦合器相比，所建议的器件的带宽提高了五倍。我们的研究结果表明，新的机会，创造全光逻辑门和开关的多色光与白光和超连续光谱。
2006-12-01 physics.optics
Breathers in PT-symmetric optical couplers
我们表明，奇偶时间（PT）对称耦合光波导的增益和损耗支持本地振荡结构类似的呼吸器的经典$ϕ^4$模型。PT呼吸器携带的功率周期性振荡，在波导之间来回切换，因此增益和损耗平均得到补偿。呼吸子与孤子共存，并普遍存在于孤子碰撞的产物中。我们证明了小振幅呼吸子包络的演化是由两个耦合的非线性薛定谔方程组成的系统控制的，并利用这个哈密顿系统证明了小振幅PT呼吸子是稳定的.
2012-11-08 nlin.PS physics.optics
Solitons in optical couplers: introduction and perspectives
Tel Aviv University（特拉维夫大学）
本小型综述总结光耦合器中亮孤子的理论与实验研究现状，重点评述双芯非线性光纤孤子开关及对称双芯耦合器稳定非对称双芯孤子自发产生的实验结果，并探讨未来发展方向。
2026-08-04 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Nonlinear suppression of time-reversals in PT-symmetric optical couplers
我们揭示了一个通用的时间反转和非线性波动力学系统的奇偶时间（PT）对称性的影响之间的联系，考虑一个对称的光耦合器，平衡的增益和损耗，这些影响可以很容易地观察到实验。我们表明，对于低于阈值水平的强度，波导之间的振幅振荡，和增益和损耗的影响，正是由于{周期性的时间反转}每个周期后补偿。对于高于阈值水平的强度，非线性抑制周期性的时间反转，导致对称性破缺和尖锐的光束切换到具有增益的波导。线性PT对称性的另一个重要结果是，当具有损耗和增益的波导处的输入强度交换时，阈值强度保持相同。
2010-09-28 physics.optics
Nonlinear switching in a concentric ring core chalcogenide glass optical fiber for passively mode-locking a fiber laser
提出了一种基于非线性开关的全光纤锁模器件，该锁模器件工作在一种新型的同心环芯光纤结构中。考虑到锁模光纤激光器腔中的制造和耦合到其他部件的容易性，该设计特别有吸引力。研究了这种耦合器的非线性开关特性，得到了相对功率传输。分析表明，这种非线性开关用于锁模光纤激光器是可行的，且对制作误差具有一定的宽容性。
2014-01-30 physics.optics
Periodic orbits, basins of attraction and chaotic beats in two coupled Kerr oscillators
克尔振荡器是在非线性光学中有实际应用的模型系统。光学克尔效应，即光波与具有极化率$χ^{(3)}$的非线性介质的相互作用，是解释例如光纤和光学耦合器中的光传输过程所需的基本现象。在本文中，我们分析了两个克尔振荡器耦合器，我们表明，有可能控制这个系统的动力学，特别是通过切换其动力学从周期到混沌运动，反之亦然。此外，两个不同的稳定周期状态之间的切换进行了研究。系统的稳定性由参数空间中的所谓的李雅普诺夫指数映射来描述。比较了两个克尔耦合器和单个克尔系统的吸引盆。
2011-02-23 nlin.CD physics.optics
All-optical switch with two periodically curved nonlinear waveguides
提出了一种由两个平行放置的周期性弯曲非线性光波导构成的全光开关。与传统的基于直波导非线性定向耦合器的全光开关相比，该全光开关具有更低的开关阈值功率和更窄的开关宽度。
2008-02-21 physics.optics
A theoretical study of nonclassical effects in optical and spin systems and their applications
非经典态由于没有经典态的类似物，在计算、通信、传感等技术领域有着广泛的应用前景。这导致了近年来对各种感兴趣的物理系统中非经典态的产生和表征的兴趣不断升级。考虑到这一点，我们研究了产生的各种低，高阶非经典状态的同向和反向非对称非线性光耦合器下工作的二次谐波产生的帮助下，基于矩的标准。使用另一个这样的系统（对称非线性光耦合器），我们也建立了观察量子芝诺和反芝诺效应的可能性，并进一步减少所获得的结果，以产生相应的非对称耦合器的表达式。这些研究已经完成了使用一个完整的量子描述的系统考虑所有的场模式弱。此外，非经典自旋系统的准概率分布的表征已经完成，这也为我们提供了非经典量的动力学（使用非经典体积）。由于准概率分布的重建是可能的，在实验中访问的断层图像的帮助下，断层图像计算在这里为有限维和无限维系统。最后，提出了一组具有最少纠缠比特数的受控量子通信方案，并在马尔可夫信道上进行了分析。优化的受控安全量子通信方案被观察到可以简化为几个密码任务。利用这个有趣的观察，我们也得到了一组密码方案在非马尔可夫信道上的性能。
2018-05-19 cs.CR physics.optics quant-ph
A vertically-coupled liquid-crystal long-range plasmonic optical switch
提出了一种基于液晶可调谐长距离金属条形波导的光开关，并对其进行了理论研究。放置在由两个金条纹组成的垂直配置之间的一个双折射液晶层被示出为允许耦合器的波导特性的广泛的电光调谐。严格的液晶开关的研究与建议的等离子体结构的光学性质的调查，考虑到不同的激发条件和LC散射损失的影响。一个定向耦合器光开关，它结合了低功耗，低串扰，短耦合长度，以及充分降低插入损耗。
2012-11-20 physics.optics
All-optical switching based on soliton self-trapping in dual-core high-contrast optical fibre
对一种新型双芯光纤中基于孤子自陷的超快非线性定向耦合器的性能进行了系统的数值研究。所考虑的高度非线性光纤结构是由一个真正的，有意开发的软玻璃对高折射率对比度在0.4的水平，在近红外。数值研究了皮焦级飞秒脉冲的非线性传输，目的是确定最佳的开关性能的输入参数空间为1400 - 1800 nm的激发波长，和75 - 150 fs的脉冲宽度，分别。对于每一个组合的激发波长和脉冲宽度，开关能量连同最佳的光纤长度被确定和它们的关系的输入和开关参数进行了讨论。在1500 nm激发波长和75 fs脉冲宽度的组合下，考虑43 mm的光纤长度，超短孤子的时间窗口中的最高开关对比度为46 dB。这些结果表示从切换对比度和切换能量的角度来看都有显著的改善，与先前公布的空气玻璃双芯光子晶体光纤的情况相比，其仅在20 pJ的水平。此外，没有包层微结构的更简单的光纤设计以及全固体方法有望改善双芯对称性，因此提供了成功实现低功率、紧凑且简单的开关装置的高可能性。
2019-12-12 physics.optics
