Metastable soliton necklaces supported by fractional diffraction and competing nonlinearities
我们证明了分数阶五阶非线性薛定谔方程,其特征在于它的Lévy指数,保持环形孤子团(“项链”)携带轨道角动量。在各自的光学设置中,它们可以被构建为由涡旋相位场连接的基本孤子的圆形链。我们半解析地预测,亚稳态项链形集群持续存在,对应于集群中相邻孤子之间的相互作用的有效势的局部最小值。系统的模拟证实,集群保持强大的非常大的传播距离,即使在存在强随机扰动。
2020-10-24 nlin.PS physics.optics
Asymmetric solitons and domain walls supported by inhomogeneous defocusing nonlinearity
我们发现,一个不均匀的散焦非线性增长的周边,在积极和消极的横向方向上以不同的速度可以支持强非对称的基本和多极亮孤子,这是稳定的宽参数区域。在极限情况下,当非线性是均匀的在一个方向上,孤子转化为稳定的域壁(前),具有恒定或振荡强度的均匀区域,连接到一个尾巴迅速衰减的增长的非线性的方向。
2012-11-05 nlin.PS physics.optics
Rotating vortex solitons supported by localized gain
我们发现,环形局域增益景观印在聚焦立方(克尔)非线性介质具有强双光子吸收支持新类型的稳定的高阶涡旋孤子包含多个相位奇点嵌套在一个单一的核心。相位奇点被发现旋转周围的增益景观的中心,与旋转周期被确定的增益和非线性吸收的强度。
2011-04-13 nlin.PS physics.optics
Unbreakable PT-symmetry of solitons supported by inhomogeneous defocusing nonlinearity
我们考虑由对称非均匀散焦非线性支持的亮孤子,该非线性增长足够快地朝向介质的外围,结合反对称增益-损耗分布。尽管没有任何对称调制的线性折射率,这是通常需要建立一个PT对称性的形式,一个纯粹的实谱的模式,我们表明,PT对称性是从来没有打破本系统,该系统始终支持稳定的亮孤子,基本和多极的。这种现象与基本演化方程的非线性有关。增益-损耗强度的增加导致不同孤子分支对的合并,如基波和偶极,或三极和四极的合并,而不是PT对称性破缺。对于所有的增益-损耗系数值,基孤子和偶极孤子保持稳定。
2014-08-26 nlin.PS physics.optics
Dissipative quadratic solitons supported by a localized gain
本文提出了在具有$χ^{(2)}$(二次)非线性光学介质中产生稳定耗散孤子的两种模型。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,增加了携带线性增益的强烈局部化的“热点”,作用于FF分量或SH分量。在这两个系统中,我们使用数值方法来找到家庭的耗散$χ^{(2)}$孤子钉扎的“热点”。存在域和稳定域的形状可能相当复杂。孤子的存在边界,对应于导模的线性化版本的系统,得到的解析形式。这些孤子具有空间对称孤子的自发对称性破缺和双稳态等显著特征。
2014-10-18 nlin.PS physics.optics
One- and two-dimensional solitons supported by singular modulation of quadratic nonlinearity
我们介绍了一个模型的一维和二维(1D和2D)光学介质的$χ^{(2)}$的非线性,其局部强度受到尖形的空间调制,$χ^{(2)}\sim r^{-α}$,与$α>0$,这可以引起空间非均匀极化。使用分析和数值方法,我们证明了这种设置支持一维和二维基本孤子,在$α<1$和$α<2$,分别。一维孤子有一个小的不稳定区域,而二维孤子在$α<0.5$处有一个稳定区域,在$α>0.5$处不稳定。二维孤立涡也被发现。它们是不稳定的,分裂成一组碎片,最终合并成一个单一的基本孤子钉在尖点。研究了具有对称尖点调制峰对的一维系统中孤子的自发对称性破缺。
2015-01-30 nlin.PS physics.optics
Gap solitons supported by optical lattices in photorefractive crystals with asymmetric nonlocality
研究了非对称非局域扩散非线性效应对具有压印光晶格的光折变晶体中带隙孤子特性的影响。我们揭示了非对称非局域响应如何改变来自不同间隙的孤子的存在域和稳定性。我们发现,在这样的介质间隙孤子不再存在的非局域度的阈值以上。我们讨论了非局域性和晶格强度之间的相互作用如何改变带隙孤子的迁移率。
2006-04-19 nlin.PS nlin.SI 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
Nonlocal bright spatial solitons in defocusing Kerr media supported by PT symmetric potentials
研究了具有宇称-时间(PT)对称势的非局域离焦克尔介质中的亮空间孤子。我们发现,这些孤子可以存在,并在不同的范围内的潜在参数是稳定的。研究了非局域度对孤子的影响以及稳定孤子中的横向能量流。
2011-10-24 physics.optics
Rotating solitons supported by a spiral waveguide
本文数值研究了在低空间频率下,光在非线性光折变介质中的传播。给出了求解螺旋波导结构中孤子解的一般方法,以及解析计算孤子参数的变分法。由螺旋波导支撑的孤子执行鲁棒稳定的旋转振荡运动,其静态特性预测的周期,在许多旋转周期和衍射长度上没有任何波辐射或孤子衰减的签名。
2017-05-23 physics.optics
Solitons supported by complex PT symmetric Gaussian potentials
研究了具有宇称-时间对称高斯复势的克尔非线性介质中基孤子、偶极孤子和三极孤子的存在性和稳定性。基孤子不仅在深势中是稳定的,而且在浅势中也是稳定的。偶极和三极孤子仅在深势场中稳定,三极孤子在深势场中比偶极孤子稳定。孤子的稳定区域随势深的增加而增加。孤子的功率随传输常数的增大或调制深度的减小而增大。
2011-10-13 physics.optics
Surface vortex solitons
我们发现在两个光晶格之间的克尔型非线性介质中存在由表面支撑的涡旋孤子。这样的孤子可以具有强烈的非正则配置文件,我们发现,它们的属性是由涡核相对于表面的位置。折射率调制形成的晶格在两侧的界面的结果在完全稳定的涡旋孤子在其存在的广泛的域,从而介绍了第一个已知的例子,稳定的拓扑孤子支持的表面。
2006-01-05 nlin.PS physics.optics
Stable two-dimensional solitons in nonlinear lattices
我们解决的存在性和稳定性的二维孤子在光学或物质波介质中,这是支持纯非线性晶格的形式的周期性阵列的圆柱自聚焦非线性,嵌入到线性材料。我们表明,这种晶格可以稳定的二维孤子对崩溃。我们还发现,稳定的多极子和涡旋孤子也支持的非线性晶格,只要非线性表现出饱和。
2009-02-04 nlin.PS physics.optics
Defect solitons supported by nonlocal PT symmetric superlattices
研究了具有非局域非线性的宇称-时间(PT)对称超晶格中缺陷孤子的存在性和稳定性。在半无限长带隙中,正缺陷和零缺陷都能稳定地产生同相孤子,而负缺陷和强非局域性缺陷则不能产生同相孤子。在第一间隙中,对于正缺陷或零缺陷,异相孤子是稳定的,而对于负缺陷,同相孤子是稳定的。研究了PT势调制深度对孤子稳定性的影响。当PT势高于相变点时,正缺陷和零缺陷的孤子都能稳定存在。
2012-03-15 physics.optics
Localized modes and dark solitons sustained by nonlinear defects
研究了由克尔非线性离焦波导构成的非线性晶格中的暗孤子和周期背景下的局域缺陷模。明亮的缺陷模式支持的非线性的局部增加,而暗的缺陷模式支持的非线性的局部减少。暗孤子存在的两种类型的缺陷,虽然在弱非线性的情况下,他们的功能侧明亮的驼峰,使总能量传播通过系统大于由恒定的背景转移的能量。所有考虑的缺陷模式被发现是稳定的。暗孤子的特征在于相对窄的稳定窗口。描述了非稳定暗孤子与亮模和暗模的相互作用。
2021-05-05 nlin.PS physics.optics
Three-dimensional gap solitons in Bose-Einstein condensates supported by one-dimensional optical lattices
在三维弱径向约束条件下研究了一维光晶格中物质波的基本能隙孤子和复合能隙孤子,该条件与玻色-爱因斯坦凝聚体中的实际实验条件相对应.在这一制度GS表现出非平凡的径向结构。与每个三维线性谱带相关联的是一族基本间隙孤子,它们与相应线性谱带的布洛赫波具有相似的横向结构。具有嵌入涡度$m$的GS可能存在对应于$m$的其它值的\emph{inside}带。稳定的高斯孤子,包括基本的和复合的(包括涡旋孤子),是那些起源于具有最低轴向和径向量子数的带。这些研究结果表明,在3D设置的实验生成强大的GS的情况下。
2010-11-16 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Solitons supported by singular modulation of the cubic nonlinearity
介绍了一种具有空间结构克尔非线性的光学介质模型。非线性强度由自聚焦或散焦均匀背景上的一组奇异峰调制。峰也可以包括排斥或吸引线性势。我们发现一对相互对称的峰容易引起钉扎到单个峰上的模式的自发对称性破缺(SSB),而反对称钉扎模式总是不稳定的,转化为鲁棒的空间奇呼吸子。三峰和五峰结构支持对称模式,具有同相或扭曲的轮廓,并且不会产生非对称状态。一个稳定的区域被发现的扭曲的状态钉扎到三重峰,而相应的同相模式是不稳定的,除非三个调制峰设置非常接近彼此,覆盖的单峰钉扎模式。所有固定在五个峰上的模式也是不稳定的。研究了运动孤子与奇异调制峰的碰撞。慢运动孤子从峰值反弹,而快孤子的碰撞是准弹性的。在中间的情况下,孤子被破坏的碰撞。在一个特殊的情况下,共振的条件下,入射孤子与捕获模式的支持的峰值导致捕获的孤子。
2017-04-12 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Solitons supported by singular spatial modulation of the Kerr nonlinearity
我们引入了一种基于一维非线性薛定谔方程(NLSE)的设置,其中自聚焦(SF)立方项由坐标的奇异函数|x| ^{-a}调制。它还可以与均匀自散焦(SDF)非线性背景相结合,并与类似的奇异排斥线性势相结合。该装置可以在光学和BEC中实现,旨在扩展NLSE中孤子的存在性和稳定性的一般分析。基本孤子的结果得到了解析和数值验证。孤子具有准尖点形状,二阶导数在中心发散,并且在0 < a < 1的整个存在范围内是稳定的。偶极(奇)孤子也被发现。它们在无限域内是不稳定的,但在半无限域内是稳定的。在SDF背景的存在下,存在两个基本孤子的子族,一个稳定的和一个不稳定的,它们一起存在于一个阈值以上的范数(孤子的总功率)。该系统还包括奇异排斥线性势,模拟分数维0 < D < 1的均匀空间中的孤子。一个二维扩展的系统,二次非线性的基础上,制定太。
2012-02-16 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Robust PT symmetry of two-dimensional fundamental and vortex solitons supported by spatially modulated nonlinearity
由PT-对称哈密顿产生的束缚态的实谱通常在增益-损失项的强度的临界值处发生分裂,即,复势的虚部。另一方面,已知的是,PT对称性可以在具有自散焦非线性的一维(1D)模型中变得牢不可破,自散焦非线性的强度从中心到外围增长得足够快。该模型是非线性的,即,它不具有线性谱,而其中的(牢不可破的)PT对称性由非线性自陷态(孤子)的连续族的谱定义。在这里,我们报告的结果为二维非线性模型的PT对称性保持不破任意大的值的增益-损失coefficient。此外,我们引入了一个扩展的二维模型与虚部的潜力~ xy在笛卡尔坐标系。后一种模型不是PT对称的,但它也支持连续的自陷态族,从而表明PT对称性概念的扩展。对于这两个模型,通用的分析形式的非线性尾部的2D模式,和完整的精确解产生特定的孤子,包括那些与牢不可破的PT对称性,而一般的孤子家庭被发现在一个数值形式。PT对称系统产生了稳定的单峰和双峰二维孤子(包括单峰孤子的高阶径向状态)的一般家庭,以及缠绕数m = 1,2和3的稳定涡旋孤子的家庭。在虚势xy模型中,如果虚势受到空间约束,则单峰和多峰孤子族和涡旋族是稳定的。在后者模型的椭圆变形的版本中,一个精确的解决方案被发现与m = 1的涡旋孤子。
2019-02-19 nlin.PS physics.optics
Three-dimensional solitons supported by the spin-orbit coupling and Rydberg-Rydberg interactions in PT-symmetric potentials
本文提出在PT对称势中结合自旋-轨道耦合和长程Rydberg相互作用,稳定二元BEC中三维SV和MM孤子的激发态,并确定了其有效稳定区域。
2024-07-28 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Stable high-charge vortex dissipative solitons in azimuthally modulated waveguide arrays with localized gain
研究发现,在具有局部增益的 azimuthally 调制波导阵列中,高电荷涡旋孤子可通过低功率阈值稳定存在,且传播稳定性优于低电荷状态。
2025-11-20 nlin.PS physics.optics
Bubbles and W-shaped solitons in Kerr media with fractional diffraction
我们证明,在高斯势垒的帮助下,暗模式的形式的局部抑郁症(“气泡”)可以支持的排斥克尔非线性结合分数维。类似地,W形模式由双势垒支持。家庭的模式构建的数值形式,也通过的Escheras-Fermi和变分近似。所有这些模式是稳定的,这是预测的小扰动的特征值的计算和直接的数值模拟证实。
2021-04-15 nlin.PS physics.optics
Solitons supported by localized nonlinearities in periodic media
非线性周期系统,如光子晶体和光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),通常由具有正弦势的非线性薛定谔/Gross-Pitaevskii方程描述。在这里,我们考虑一个基于这种周期势的模型,其中非线性(吸引或排斥)集中在单个点或两个点的对称集合上,这两个点分别由单个δ函数或两个δ函数的组合表示。该模型产生了普通孤子或间隙孤子(GS),它们分别驻留在系统线性谱的半无限或有限间隙中,被钉扎到δ函数上。这些系统的物理实现是可能的光学和BEC,使用不同的变量的非线性管理。首先,我们证明了在自吸引情形下,乘以非线性项的单个δ函数支持稳定的正则孤子族,而在不存在周期势的情形下,由吸引δ函数支持的正则孤子族是完全不稳定的。我们还证明了δ-函数在自吸引和排斥两种模型中都能支持第一有限能隙中的稳定GSs。在第二个有限间隙的GS的稳定性分析报告太,为两个符号的非线性。在数值分析的基础上,对半无限隙和前两个有限隙中的孤子进行了解析近似,其中单个δ函数位于周期势的最小值或最大值处。在两个δ-函数对称集的模型中,我们研究了钉扎孤子的自发对称性破缺效应。两种配置被认为是,与δ-功能设置对称的最小值或最大的潜力。
2011-03-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Spontaneous symmetry breaking and ghost states supported by the fractional nonlinear Schrödinger equation with focusing saturable nonlinearity and PT-symmetric potential
在具有聚焦饱和非线性和PT对称势的分数阶非线性薛定谔(FNLS)方程框架下,报道了一种新的自发对称性破缺现象和鬼态.当功率超过某一临界值时,连续的非对称孤子分支从基本对称孤子分支分叉。有趣的是,基本孤立子的对称性被打破为两个具有复共轭传播常数的非对称孤立子(别名鬼态)分支,这仅存在于分数介质中。此外,还对偶极(反对称)和三极孤子进行了数值研究。此外,我们还详细分析了分数阶Lévy指数和饱和非线性参量对孤子对称破缺的影响。并通过线性稳定性分析和直接传播方法研究了基孤子、非对称孤子、偶极孤子和三极孤子的稳定性。此外,我们还探讨了对称和非对称孤立子之间的弹性/半弹性碰撞现象。同时,通过参数的绝热激发,我们发现了从饱和非线性分数阶衍射到克尔非线性整数阶衍射的稳定激发。这些结果将为研究PT对称势分数介质中的自发对称性破缺现象及相关物理实验提供一定的理论依据。
2022-10-01 nlin.PS physics.optics quant-ph
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
Topological dragging of solitons
提出了具有拓扑位错的光晶格支撑的孤子的性质,指出孤子在位错周围受到吸引力和排斥力。合适的位错的安排,甚至发现形成孤子陷阱,和这样的孤子的性质被证明是至关重要的依赖于陷阱的拓扑结构。发现的现象为孤子控制和操纵开辟了新的概念,例如,在圆盘状的玻色-爱因斯坦凝聚体中。
2005-10-25 nlin.PS physics.optics
Stability of vortex solitons in thermal nonlinear media with cylindrical symmetry
分析了具有非局域热非线性的圆柱对称介质中涡环孤子的显著特征。我们发现存在一个最大允许拓扑荷使这种涡旋孤子在传播时是稳定的:只有拓扑荷m<=2的涡旋环孤子才是稳定的。这个显著的结果与样品的半径无关。
2007-07-16 nlin.PS physics.optics
Strongly localized moving discrete dissipative breather-solitons in Kerr nonlinear media supported by intrinsic gain
本文研究了广义离散Ginzburg-Landau型模型中非线性局域模的迁移率,该模型描述了有源Kerr介质中的一维波导阵列,该介质具有固有的、可饱和的增益和阻尼。结果表明,指数局域化的,离散的耗散呼吸孤子可以作为稳定的吸引子存在,只由介质的本征性质支持,即,在没有任何外部场或破坏扰动的情况下。通过增益和阻尼效应的相互作用,运动孤子可以克服Peierls-Nabarro障碍,存在于相应的保守系统中,通过其功率(范数)和能量(哈密顿量)的自诱导时间周期振荡,在向前和向后的方向上以不同的速率产生指数衰减到零。在一定的参数窗口,双稳态之间出现的快速模式与小振荡,和较慢,大振荡模式。的速度和振荡周期通常与晶格的可伸缩性,并表现出周期加倍分岔混沌“行走”模式下的参数变化。如果该模型增加了站点间的Kerr非线性,从而减少了Peierls-Nabarro势垒的保守系统,运动孤子的存在状态显着增加,并出现了更丰富的场景,包括霍普夫分叉inconsistently移动的解决方案和相位锁定的间隔。稳定运动的呼吸者也能在弱无序的情况下存活。
2014-04-09 cond-mat.other nlin.PS physics.optics
Vortex twins and anti-twins supported by multi-ring gain landscapes
研究了在强双光子吸收的聚焦克尔非线性介质中,多环增益景观支持下的多涡旋孤子复合体的性质。将两个,三个或四个具有相反或相同的拓扑电荷的旋涡稳定的复合物被证明存在。在具有两个放大环的最简单的几何结构中,具有相等拓扑电荷的涡旋孪晶表现出不对称的强度分布,而涡旋反孪晶可以是对称的或不对称的,这取决于增益水平和环之间的间隔。放大环的不同布置允许产生具有不同拓扑结构的稳定的多涡旋孤子复合体,其中孪晶和反孪晶作为构建块。
2011-09-01 nlin.PS physics.optics
Surface lattice solitons in diffusive nonlinear media
研究了非对称扩散非线性光折变介质中由光晶格压印支撑的表面孤子的性质。这种孤子只存在于晶格谱的有限间隙中。与无晶格几何形状相反,只有当非线性将光偏转到材料表面时才存在表面波,表面晶格孤子存在于扩散会导致光束弯曲的设置中。
2008-03-11 nlin.PS physics.optics
Soliton emission in amplifying optical lattice surfaces
研究了具有表面局域增益的可饱和介质中光晶格界面所支持的表面孤子。非线性饱和限制了表面孤子携带的最大能量流。因此,在表面附近的薄放大层的存在下,导致在可控的发射孤子朝向晶格的角度取决于放大率和晶格深度。
2007-05-23 nlin.PS physics.optics
Solitons supported by a self-defocusing trap in a fractional-diffraction waveguide
提出分数衍射一维非线性 Schrödinger 模型,利用由中心向外增强的自散焦非线性实现局域态自陷,并给出基态与偶极态的稳定参数区。
2024-01-21 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Multipole-mode surface solitons
我们发现了由克尔型非线性介质中两个不同周期晶格之间的表面支撑的多极模孤子。这样的孤子是可能的,因为在界面两侧的折射率调制粘合在一起的相位不同的单独成分。值得注意的是,我们发现,这种新型的孤子可能具有高度不对称的形状,但它们在其存在的广泛领域内是稳定的,这是一种罕见的属性,归因于它们的表面性质。
2006-04-19 nlin.PS physics.optics
Gap solitons on a ring
介绍了在离焦立方介质中由方位调制导引环支撑的一类新的能隙孤子。在方位角方向上的周期性强烈修改属性和存在域的GS。除了基本孤子,我们报告甚至扭曲的束缚态。前者是稳定的,而扭曲的状态总是不稳定的离焦介质。
2008-10-30 nlin.PS physics.optics
Spontaneous symmetry breaking induced by nonlinear interaction in a coupler supported by fractional diffraction
研究构建双势阱作用于单分量的一维耦合分数非线性薛定谔方程模型,揭示线性耦合下两分量的自发对称性破缺及临界Lévy指数和不稳定孤子的振荡动力学。
2024-10-26 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Gap solitons in optical lattices embedded into nonlocal media
分析了非局域自散焦介质中周期性光子结构中带隙孤子的存在性、稳定性和迁移率。与直觉相反,GS甚至由高度非局部非线性支持,这使得系统准线性。不同于本地模型,变分近似(VA)预测的GS在一个很好的协议与数值结果,由于抑制波动的尾巴的孤子。
2010-05-16 nlin.PS physics.optics
Power-dependent shaping of vortex solitons in optical lattices with spatially modulated nonlinear refractive index
我们研究了具有线性和非线性折射率调制特性的光晶格支持的涡旋孤子。我们发现,当调制是异相的两种效应之间的竞争导致显着的形状变化的孤子,深刻地影响他们的性质和稳定性。发现非线性折射率调制对离场孤子的最大功率施加限制,所述离场孤子仅在低于最大非线性调制深度时才稳定。
2008-08-25 nlin.PS physics.optics
Solitons in PT-symmetric nonlinear lattices
研究了PT对称非线性晶格中局域模的存在性。所考虑的系统揭示了不寻常的性质:不同于其他典型的耗散系统,它具有家庭(分支)的解决方案,这可以通过传播常数参数化;相对狭窄的本地化模式似乎是稳定的,即使当保守的非线性晶格势是缺席的;最后,系统支持稳定的多极解。
2011-04-27 nlin.PS physics.optics
Two-dimensional solitons in nonlocal media: a brief review
本文综述了非局域非线性系统中的类孤子态。这方面的工作有着悠久的历史。一些发现,如支持的光学孤子的热非线性,并在液晶中的取向非线性,已在文献中进行了审查,因此,他们在本综述中进行了概述。一些其他的研究,如那些解决模型与分数衍射,这是由一个线性非局部算子,最近已经开始,因此,它将是相关的,以详细审查他们当更多的结果积累;本文提供了一个简短的概述后一个主题。文章的主要部分是一个总结的结果,二维(2D)孤子在特定的模型起源于研究的玻色-爱因斯坦凝聚体(BECs),这是足够成熟,但尚未进行审查。这些是,特别是,各向异性准二维孤子支持的长程偶极-偶极相互作用的凝聚体中的磁性原子,巨涡旋孤子,这是稳定的高值的缠绕数,以及二维涡旋孤子的后一种类型的自加速移动。涡旋孤子是一种混合型的状态,其中包括物质波和电磁波分量。在由两个不同原子态组成的二元BEC中,它们由两个分量的物质波与耦合两个原子态的微波场的共振相互作用来支持。其他一些主题以简短的形式包括在审查中。
2022-07-19 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Band-gap solitons in nonlinear optically-induced lattices
介绍了一种新型的光孤子,它由周期性光孤子和空间局域光孤子通过交叉相位调制非线性耦合而成。空间局域光场可以看作由光致非线性光栅支撑的间隙孤子。我们发现了不同类型的带隙复合孤子,并证明了它们的动力学稳定性。
2003-04-08 cond-mat.soft nlin.PS physics.optics
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
Generic quartic solitons in optical media
本研究基于变分方法,证明含二至四阶色散的非线性介质中存在稳态孤子,并推导了孤子速度与频谱相互作用的影响及不同系统间的变换关系。
2024-05-28 nlin.PS physics.optics
Surface solitons at interfaces of arrays with spatially-modulated nonlinearity
研究了非线性周期调制波导阵列界面上二维表面孤子的性质。当非线性强度在线性折射率达到最大值的点处达到最小值时,我们发现非线性表面波存在并且仅在有限的输入能量流带内并且对于超过较低阈值的晶格深度可以稳定。
2008-04-03 nlin.PS physics.optics
Reduced-symmetry two-dimensional solitons in photonic lattices
我们从理论和实验上证明了一种新型的局域化光束的支持下的非线性二维正方形周期结构的总内反射和布拉格反射的综合效应。这种局域态在它们的迁移率特性中表现出很强的各向异性,在一个方向上高度移动,在另一个方向上被捕获,使它们成为非线性晶格中光学路由的有希望的候选者。
2005-09-30 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
Dissipative plasmon-solitons in multilayer graphene
研究了石墨烯片多层堆叠结构的非线性特性。据预测,这样的结构可以支持耗散等离子体孤子产生和支持的外部激光辐射。导出了描述Otto组态中平面波驱动的非线性等离子体激元空间动力学的新的非线性方程,预测了石墨烯结构中单峰和多峰耗散孤子的存在。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.optics
Solitons and Vortices in Two-dimensional Discrete Nonlinear Schrodinger Systems with Spatially Modulated Nonlinearity
我们考虑最近提出的模型[Phys. Rev. E 88,032905(2013)]的二维(2D)推广,其产生由散焦非线性支持的明亮离散孤子,散焦非线性的局部强度从中心到外围增长。我们从耦合消失的反连续(AC)极限出发,探索二维模型。在这个极限下,我们可以构造出各种各样的解,不仅包括单点激发,而且包括偶极和四极激发。此外,两个独立的家庭的解决方案进行了探讨:通常的“扩展”unstaggered亮孤子,其中所有的网站都在AC限制激发,具有相同的符号在整个晶格(他们代表最强大的状态支持的晶格,他们的1D对应物被认为是在上述工作中的1D亮孤子),和涡交叉,这是特定于2D设置。对于所有存在的状态,我们探索它们的稳定性(尽可能地分析)。通过直接模拟,展示了典型的不稳定性发展的情况。
2014-12-15 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Multi-gap discrete vector solitons
我们分析了具有多隙透射谱的周期性系统中的非线性集体效应,如波导阵列中的光或光晶格中的玻色-爱因斯坦凝聚体。我们证明了非线性周期光栅中的带间相互作用可以通过控制它们的几何形状来有效地管理,并预测了不同带隙之间的非线性耦合支持的新型离散矢量孤子,并研究了它们的稳定性。
2003-02-27 cond-mat nlin.PS physics.optics
Solitary vortices supported by localized parametric gain
我们证明了在有耗光学介质中,当克尔非线性为聚焦和散焦时,由环形参量增益维持的亮涡旋孤子的存在性和稳定性。在离焦非线性情况下,涡旋在所有失谐量下都是稳定的,而在聚焦非线性情况下,涡旋的稳定区域仅限于某些正的失谐量。聚焦介质中的不稳定涡旋转变为稳定的旋转方位角。
2013-05-22 nlin.PS physics.optics
Rotary solitons in Bessel photonic lattices
介绍了立方非线性介质中贝塞尔光子晶格支持的孤子。我们表明,圆柱形的几何形状的晶格,有几个同心环,提供了独特的孤子特性和动力学。特别地,除了最低阶的孤子被困在晶格的中心,我们发现孤子家庭被困在不同的晶格环。这样的孤子可以设置成受控旋转内的每个环,从而具有新颖类型的环内和环间孤子相互作用。
2004-07-02 physics.optics
Vortex solitons in an off-resonant Raman medium
研究了拉曼激活介质中远离共振激发的级联四波混频耦合涡旋孤子的存在性和线性稳定性。我们提出了一个详细的分析的两个和三个组件的涡旋孤子和演示的形成稳定和不稳定的涡旋孤子,以及相关的时空螺旋光束,在同时的频率和涡旋梳产生的条件下。
2008-05-08 physics.optics
Solitons in nonlinear lattices
本文提供了一个全面的调查结果孤子和复杂的非线性波图案支持的纯非线性晶格(NL),这代表了空间周期调制的本地强度和符号的非线性,以及它们的组合与线性晶格。到目前为止,在这一领域所获得的大多数结果,并在这篇文章中进行了审查是理论上的。然而,相关的实验设置也进行了调查,重点是在实验中实施的理论预测的观点。在评论中讨论的物理系统属于非线性光学(包括人工光学介质,如光子晶体和等离子体)和玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的领域。孤子被认为是在一个,两个和三个维度(1D,2D和3D)。评论中提出的孤立子的基本性质是它们的存在性、稳定性和迁移性。虽然这一领域还远未完成,但可以得出一般性结论。特别是,一个新的基本属性的一维孤子,这不会发生在没有NL的情况下,是一个有限的阈值的孤子范数,必要的存在。在多维环境中,由非线性空间调制支持的孤子的稳定性对于理论和实验研究都是一个真正具有挑战性的问题。在一维和二维情况下,在NL中产生孤子的机制主要不同于线性晶格中的孤子,因为孤子是直接产生的,而不是从线性晶格的布洛赫模式分叉。
2010-11-17 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Spatial quadratic solitons guided by narrow layers of a nonlinear material
本文给出了嵌入线性平面波导中的二次非线性材料层所支持的空间孤子的解析解。一套完整的对称,不对称,反对称模式钉扎到一个对称对的非线性层。的解决方案描述的亚临界类型,占从对称到非对称模式的过渡的分叉。反对称态(不发生分叉)是完全稳定的(通过数值模拟测试了钉扎到嵌入层上的孤子的稳定性)。精确的解决方案也被发现嵌入到非线性波导的非线性层,包括当均匀和局部非线性具有相反的符号(竞争非线性)的情况下。对于嵌入到非线性介质中的层,稳定性的解释通过比较各自的级联限制。
2011-05-04 nlin.PS physics.optics
Vortical light bullets in second-harmonic-generating media supported by a trapping potential
我们引入了一个三维(3D)的光学介质模型与二次($χ^{(2)}$)的非线性和一个有效的二维各向同性谐振子(HO)的潜力。虽然众所周知,具有嵌入涡的3D χ^2孤子(“涡光子弹”)在自由空间中是不稳定的,但我们证明了它们在本模型中具有广泛的稳定区域,并得到HO势的支持,以对抗分裂不稳定性。变分近似(VA)可以准确地预测涡旋孤子的形状。它们存在于总能量的阈值(范数)之上和另一个临界值之下,该临界值确定稳定性边界。存在阈值消失是参数空间的一部分,取决于失配参数,这是通过与2D对应系统的比较来解释的。在稳定性边界以上,涡的形状振荡,周期性地打破其轴对称形式并恢复它。纵向运动的涡之间的碰撞也进行了研究。在相对较小的速度值下,碰撞是强非弹性的,将两个碰撞的涡旋分成三个,具有相同的涡度。研究结果表明,利用内禀涡度可以产生稳定的三维光孤子。
2013-03-18 physics.optics