Interface solitons in thermal nonlinear media
我们证明了在一维线性折射率阶跃的热非线性介质中存在基界面孤子和偶极界面孤子。基界面孤子总是稳定的,偶极界面孤子的稳定性依赖于线性折射率的差异。界面孤子的质心总是位于折射率较高的一侧。与均匀热介质中的偶极界面孤子不同,偶极界面孤子的两个强度峰在特定条件下是不相等的。
2011-04-27 physics.optics
Stability conditions for one-dimensional optical solitons in cubic-quintic-septimal media
研究了一维空间明孤子在七阶非线性介质中稳定传输的条件。结果表明,即使所有的非线性项都集中在定义良好的稳定区域。确定了光束超临界坍缩发生的条件。一个变分近似被用来预测孤子的传播常数的依赖性的范数,并确定各自的稳定区域使用Vakhitov-Kolokolov准则。通过变分近似得到的分析结果证实了五次七次非线性薛定谔方程的数值模拟。
2015-08-27 nlin.PS physics.optics
The boundary force exerted on spatial solitons in cylindrical strongly nonlocal media
本文用一种新的镜像光束法研究了空间孤子在圆柱形强非局域介质中的传输。边界对孤子的影响相当于孤子束与镜像光束之间的作用力,它是孤子转向的动力。对孤子的运动轨迹进行了解析分析,与实验结果吻合较好。
2009-04-04 physics.optics
Soliton transverse instabilities in nonlocal nonlinear media
从理论和数值两方面分析了非局域非线性介质中空间亮孤子的横向不稳定性。我们表明,非局部非线性响应导致孤子条纹的横向不稳定性的显着抑制,我们推导出的不稳定性增长率在短波和长波近似的渐近表达式。
2007-08-20 physics.optics
One- and two-dimensional solitons under the action of the inverted cubic-quintic nonlinearity
Guangzhou Maritime University(广州海事大学);Shenzhen University(深圳大学);Tel Aviv University(特拉维夫大学);Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering(霍里亚·胡利贝伊国家物理与核工程研究所)
研究证明晶格势与自散焦三次、自聚焦五次构成的反号CQ非线性可在半无限带隙中支持多种一维和二维稳定孤子。
2025-10-05 nlin.PS physics.optics
Solitons in thermal media with periodic modulation of linear refractive index
研究了线性折射率周期调制热介质中孤子的存在性及其性质。在不同的条件下,在这种光晶格中,包括对称晶格和反对称晶格中,发现了多种孤子。研究了两层介质的折射率差对孤子的影响。研究还发现,对于位移晶格孤立子,不存在传播常数和孤立子功率的截止值。此外,当晶格的限制较强时,从静止位置发射的孤子可以无振荡地传播。
2011-12-27 physics.optics
Stabilizing solitons of the cubic-quintic nonlinear Schrödinger equation by frequency-dependent linear gain-loss and delayed Raman response
本研究通过频率相关线性增益-损耗和延迟拉曼响应引起的频率移动,首次实现CQNLS方程孤子的传输稳定化,并发现五次非线性显著减小频率移动和脉冲畸变。
2023-03-20 nlin.PS physics.optics
Bound states of spatial optical dark/gray solitons in nonlocal media
结果表明,在非局域介质中,三个或三个以上的暗/灰孤子可以形成束缚态。在几个平衡距离内,暗/灰孤子可以形成束缚态。数值模拟表明,这些束缚态中的一些是不稳定的,将衰减成一组基本孤子,而另一些可能是稳定的。存在着具有相同速度、哈密顿量、粒子数和动量但衰减方式不同、寿命不同的简并束缚态。
2011-05-04 physics.optics
Solution for (1+1) dimensional surface solitons in thermal nonlinear media
得到了热非线性介质中(1+1)维表面基孤子的解析解。利用该解析解,得到了表面孤子的稳定位置和临界功率。数值模拟验证了解析解的正确性。给出了表面呼吸子及其呼吸周期的解,以及表面偶极和三极孤子的解。
2011-02-25 physics.optics
Ultrashort spatiotemporal optical solitons in quadratic nonlinear media: Generation of line and lump solitons from few-cycle input pulses
利用强约化微扰技术或多尺度分析,在慢变包络近似下,提出了控制飞秒时空光孤子在二次非线性介质中传输的一般Kadomtsev-Petviashvili演化方程.直接的数值模拟表明,形成,从适当选择的几个周期的输入脉冲,稳定的线孤子(在正常色散的二次介质的情况下)和稳定的块(二次介质与异常色散)。此外,还给出了一个二次非线性反常色散介质中扰动不稳定线孤子衰减为稳定块的典型例子。
2011-04-11 physics.optics
Collisions and fusion of one- and two-dimensional solitons driven by potential troughs in the cubic-quintic nonlinear Schrödinger equations
Guangzhou Maritime University(广州海事大学);Shenzhen University(深圳大学);Tel Aviv University(特拉维夫大学);Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering(霍里亚·胡卢贝伊国家物理与核工程研究所)
研究揭示了在立方-五次非线性薛定谔方程中,由势阱驱动的一维和二维孤子碰撞与融合行为,发现FT孤子碰撞可导致对称性打破及合并现象。
2026-01-01 nlin.PS physics.optics
Threshold power reduction for forming bright solitons guided in nonlocal nonlinear media
研究了非局域克尔型非线性介质中暗-亮矢量孤子对的形成。通过解析分析和直接数值计算,我们发现,除了稳定矢量孤子对,非局域非线性也有助于降低形成导光亮孤子的阈值功率。借助于非局域性,可望使暗-亮矢量孤子对的实验观测变得更加可行。
2007-02-12 physics.optics
Self-organization of frozen light in near-zero-index media with cubic nonlinearity
从理论上证明了立方非线性近零折射率介质中冻结光的存在性。由于发散的波长和消失的群速度,光被停止到静止状态,通过非线性有效地呈现出一个正折射率捕获腔,该腔被刻在一个稍微负折射率的介质中。通过数值求解麦克斯韦方程组,我们发现了一个孤立的家庭仍然方位甜甜圈,我们进一步研究,通过绝热微扰理论,描述孤子在损耗介质中的蒸发或冷凝在积极泵浦材料。我们的研究结果表明,在光学数据处理和存储,量子光存储器,和基于孤子的激光器没有腔的应用。此外,在行星际介质和大气中也可以发现近零折射率条件,在那里我们为罕见的球形闪电现象提供了另一种解释。
2015-07-15 physics.optics
Families of fundamental and multipole solitons in a cubic-quintic nonlinear lattice in fractional dimension
我们构造了分数阶薛定谔方程(FSE)中的基孤子、偶极孤子和三极孤子族,该方程包含了分别由因子$\cos ^{2}x$和$\sin^{2}x$调制的自聚焦三次项和散焦五次项.当基本孤子与均匀非线性模型中的孤子相似时,多极复合体只存在于非线性晶格中。所有孤子的形状和稳定性强烈依赖于决定FSE分形性的Lévy指数(LI)。通过数值方法在LI和传播常数的平面中确定稳定区域,并借助解析近似解释了一些结果。基孤子的稳定区域最宽,三极子的稳定区域最窄。
2021-04-15 nlin.PS physics.optics
Multiple-type solutions for multipole interface solitons in thermal nonlinear media
研究了在一维热非线性介质中,样品中心线折射率阶跃时多极界面孤子的存在性。发现三、四极界面孤子存在两种解。这两种类型的界面孤子具有不同的轮廓、束宽、质心和稳定区域。对于给定的传播常数,只有一种类型的界面孤子被证明是稳定的,而另一种类型的界面孤子也可以生存在很长的距离。此外,还找到了五阶界面孤立子的三种类型的解。
2011-09-05 physics.optics
Two-dimensional matter-wave solitons and vortices in competing cubic-quintic nonlinear lattices
非线性晶格-一类新的非线性周期势-最近被引入,以产生各种非线性局域模。在克尔介质中,几次试图稳定二维孤子以防止其本征临界坍缩的尝试都失败了。在这里,我们提供了一种可能性,支持二维物质波孤子和漩涡在一个扩展的设置--立方和五次模型--通过引入另一个非线性晶格,其周期是可控的,可以从它的立方对应不同,其五次非线性,从而使一个完全的“非线性准晶体”。基于高斯变分近似的基本孤子,特别是,他们的稳定性完全遵循逆\textit{Vakhitov-Kolokolov}稳定性准则,而涡旋孤子只通过数值方法进行了研究。给出了两类局域模--基孤子和涡旋孤子--的稳定区域。这些定域解的一个显著特点是,只有当五阶非线性晶格的周期与三阶晶格的周期相同或五阶非线性为常数时,涡旋孤子才是稳定的,而稳定的基孤子可以在较宽松的条件下产生.我们的物理模型(五阶模型)是在Gross-Pitaevskii方程(GPE)或非线性薛定谔方程的框架内,因此预测的局域模可以在玻色-爱因斯坦凝聚体和具有可调三阶和五阶非线性的非线性光学介质中实现。
2017-06-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Radiation dynamics in fast soliton collisions in the presence of cubic loss
研究了弱立方损耗下非线性薛定谔方程中两孤子快速碰撞中辐射(小振幅波)的动力学行为。我们计算的辐射动力学的微扰技术与两个小参数:立方损耗系数$ε_{3}$和倒数的群速度差$1/β$。之间的协议的微扰理论的预测和数值模拟的结果与全耦合NLS传播模型是非常好的大$β$值,是好的中间$β$值。四个简化的NLS模型的额外的数值模拟表明,微扰理论和模拟之间的差异,中间$β$值是由于克尔非线性脉冲间相互作用的碰撞。因此,我们的研究表明,微扰技术,最初开发的研究辐射动力学在快速孤子碰撞中的存在下的保守扰动也可以用于孤子碰撞中的耗散扰动的存在下。
2019-07-19 nlin.PS physics.optics
Optical Solitons in PT-symmetric Potentials with Competing Cubic-Quintic Nonlinearity: Existence, Stability, and Dynamics
我们解决的光学孤子的性质,形成在竞争介质中的五阶非线性和宇称时间(PT)对称的复值外部势。该模型描述了孤子在增益和损耗平衡的非线性光波导中的传输。我们研究了在这个PT对称系统中的基本,偶极和多极定态解的存在性,稳定性和鲁棒性。相应的本征值谱图的基本,偶极,三极和四极孤子。我们发现,本征值谱图的基本和偶极孤子合并在一个聚结点WC 1,而相应的图的三极和四极孤子合并在一个更大的聚结点WC 2。在这两个合并点之外,即,当增益-损耗强度参数W 0超过相应的聚并点时,本征值谱不再存在。通过线性稳定性分析研究了固定解的稳定性,并通过直接数值模拟检查了这些固定解对传播的鲁棒性。
2018-04-08 nlin.PS physics.optics
Flat-top solitons and anomalous interactions in media with even-order dispersions and competing nonlinearities
Taiyuan Normal University(太原师范学院);Shanxi Key Laboratory for Intelligent Optimization Computing and Blockchain Technology, Taiyuan Normal University(山西智能优化计算与区块链技术重点实验室);Institute of Computational and Applied Physics, Taiyuan Normal University(太原师范大学计算与应用物理研究所);Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering(霍里亚·胡利贝国家物理与核工程研究所);Tel Aviv University(特拉维夫大学);Universidad de Tarapacá(塔拉帕卡大学)
本研究在具有偶次色散和竞争非线性作用的介质中构建了多种稳定平坦顶峰孤子,并揭示了其异常相互作用特性。
2026-02-18 physics.optics
Comment on "Spatial optical solitons in highly nonlocal media" and related papers
在最近的一篇论文[A。阿尔韦鲁奇角Jisha,N. Smyth和G. Assanto,Phys.Rev.A91,013841(2015)],Alberucci等人已经研究了明亮的空间孤立波在高度非局域介质中的传播。我们发现,主要结果在该和相关文件中,有关孤子的形状和动力学,基于可及孤子(AS)近似,是不正确的,正确的结果已经被他人发表。这些和其他不一致的文件遵循的问题,在应用AS近似在早期的文件,由小组传播到后来的文件。可达孤子理论不能准确描述高度非局域介质中孤子的特性和动力学行为。
2017-09-03 physics.optics
Motion dynamics of two-dimensional fundamental and vortex solitons in the fractional medium with the cubic-quintic nonlinearity
本文系统研究了分数非线性薛定谔方程中立方-五次非线性下二维基态与涡旋孤子的运动动力学,确定了稳定孤子的参数、最大速度及碰撞结果。
2024-02-27 nlin.PS physics.optics
Stable higher-charge vortex solitons in the cubic-quintic medium with a ring potential
本研究提出带环形折射率调制的三次-五次非线性介质模型,可捕获高拓扑荷稳定光学涡旋孤子,上支孤子完全稳定且满足反Vakhitov-Kolokolov判据,为低功率高涡量窄涡旋孤子制备提供可能。
2023-08-22 nlin.PS physics.optics
Storage by trapping and spatial staggering of multiple interacting solitons in $Λ$-type media
本文研究了自感透明孤子在$Λ$型介质中的传输特性。结果表明,SIT孤子之间的相互作用可以导致捕获,而它们的相位保持在介质的基态相干性中。这些相位可以通过施加适当的光场(例如额外的SIT孤子)以系统的方式改变。此外,多个独立的SIT孤子可以通过与单独的光场相互作用而作为双孤子传输。最后,我们证明了SIT孤子相位的控制可以用来实现一个光学异或门。
2010-09-02 physics.optics
Two-dimensional solitons in conservative and parity-time-symmetric triple-core waveguides with cubic-quintic nonlinearity
我们分析了一个由三个二维非线性薛定谔方程组成的系统,该系统由线性项耦合并具有五阶非线性(聚焦-散焦)。我们考虑两个版本的模型:保守和奇偶时间($\mathcal{PT}$)对称。这些模型描述了三芯非线性光波导,在$\mathcal{PT}$对称的情况下具有平衡的增益和损耗。我们得到了孤子解的族,并讨论了它们的稳定性。后者的研究是使用线性稳定性分析和检查的进化方程系统的直接数值模拟。在保守和$\mathcal{PT}$对称的情况下,发现了稳定的孤子.此外,还研究了保守孤子与$\mathcal{PT}$对称孤子之间的相互作用和碰撞。
2016-01-13 cond-mat.other nlin.PS physics.optics
Airy-soliton interactions in self-defocusing media with PT potentials
研究了一维自散焦介质中PT势与Airy孤子的相互作用。讨论了不同相位的相互作用光束以不同间距入射到介质中时的不同势。在相互作用过程中,存在一个主碰撞区和一个弛豫区,并伴随着与离散Airy尾的连续相互作用。在弛豫区,光束存在类孤子和类呼吸子传输。束宽和平均功率受PT电位的初始间距、相移和调制深度的影响。特别是,碰撞距离随着空间光束间隔的减小而减小,平均功率与相移具有正弦关系。
2018-04-07 physics.optics
Self-Induced Fractional Fourier Transform and Revivable Higher Order Spatial Solitons in Strongly Nonlocal Nonlinear Media
分数阶傅里叶变换(FRFT)自然存在于强非局域非线性(SNN)介质中,光束在SNN介质中的传输可以简单地看作是一种自诱导FRFT。FRFT技术可以方便地处理SNN介质中的场演化,任意平方可积的输入场一般表现为可恢复的高阶空间孤子,每经过4次傅里叶变换,孤子的轮廓周期性地重构。自感生FRFT的研究为SNN介质在诸如连续可调谐非线性FRFT器件等新的应用领域提供了新的前景。
2008-12-17 physics.optics
Gyroelectric cubic-quintic dissipative solitons
利用精确模拟和拉格朗日方法研究了外加磁场对经典三次五阶耗散孤子的影响。基本的方法是使用一个空间不均匀的磁场,并考虑两个重要的几何形状,即福格特和法拉第效应。一个分层结构的Voigt的情况下,其主要目的是证明非互易行为的各种类的空间孤子,已知存在的复杂的金斯堡-朗道五次包络方程的解决方案在耗散条件下。该系统被视为动态的,并采取了一个机会来显示的空间孤子的行为模式的二维动力学涉及的总能量和空间孤子的峰值振幅的图。这一行动,这导致了极限环图,美丽地揭示了行为的孤子解决方案在所有点沿传播轴。在没有磁场的情况下存在的闭合轮廓被打开,并且极限点被暴露。混沌的开始是以一种戏剧性的方式揭示的,很明显,可以通过外部磁场进行详细的控制。拉格朗日方法进行调整,以处理耗散系统,并通过选择特定的审判功能,方面的动态行为的空间预测这种方法。最后,一些法拉第位形的涡旋动力学进行了研究。
2006-02-24 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Criteria for the experimental observation of multi-dimensional optical solitons in saturable media
提出了在可饱和折射非线性介质中观测多维光孤子的实验判据。该标准适用于实际的材料参数(表征立方自聚焦和五阶自散焦非线性,双光子损耗,和光学损伤阈值)为各种玻璃。通过这种方式,我们确定了这些玻璃中孤子形成的操作窗口。结果发现,双光子吸收设置严格的限制上的窗口。我们的结论是,虽然一个定义良好的窗口的参数存在的二维孤子(空间或时空),对于他们的三维时空对应物存在这样的窗口\emph{does not},由于玻璃的非线性损失。
2004-09-16 physics.optics
Soliton generation through temporal reflection in media with a frequency-dependent nonlinearity
本研究揭示频率相关非线性介质中弱色散脉冲对孤子的时间反射可产生数量可控的新孤子,关键在于拉曼散射与零非线性波长的协同作用。
2024-12-04 physics.optics
Self-starting microring laser solitons from the periodic cubic complex Ginzburg-Landau equation
耗散克尔孤子是在非线性介质波导中传输的无色散的光脉冲。这些吸引人的特性激发了人们对在微波谐振器中产生电信波段的集成孤子的研究。然而,这些孤子是通过非线性介质的外部泵浦产生的,这限制了系统的紧凑性和波长覆盖范围。最近的研究表明,在中红外半导体环形激光器的增益介质中可以直接产生耗散克尔孤子,其中能量是通过电泵浦提供的。这些技术进步为在宽频率范围内单片生成不同光态提供了新的途径,需要深入了解实现系统控制所需的条件。在这项工作中,我们深入研究了这种系统的相图,表现出快速增益动力学和没有外部泵浦,并描述了复杂的立方Ginzburg-Landau方程与周期性边界条件。虽然以前的研究都集中在大的系统尺寸,我们在这里专注于有限的环尺寸导致修改的相空间和扩大的稳定孤子形成的区域。除了在有限背景下的局域化的、无色散的孤子脉冲外,在可行的实验条件下,呼吸孤子也会出现。这使得能够在电泵浦介质中单片生成孤子,例如量子级联激光器,将孤子源的可用性扩展到中红外和太赫兹频率,这对于分子光谱学,自由空间通信,成像和涂层厚度测量非常有吸引力。
2022-07-04 physics.comp-ph physics.optics
Stability boundaries and collisions of two-dimensional solitons in PT-symmetric couplers with the cubic-quintic nonlinearity
我们介绍了一维和二维(1D和2D)模型的奇偶时间($% \mathcal{PT}$)对称耦合器与相互平衡的线性增益和损耗施加到两个核心,和五阶(CQ)的非线性作用在每个。2D和1D模型可以分别在时空域和空间域中在双芯光波导中实现。这些系统中的$\mathcal{PT}$对称孤子的定态解退化为通常耦合器中的相应解。最基本的问题是孤子的稳定性,随着能量(范数)的增加,孤子对对称性破缺变得不稳定,并在更大的能量下恢复稳定。基于CW(零维)对应系统,通过解析近似,找到了核间耦合常数的边界值,在该边界值以上孤子是完全稳定的。近似表现出良好的协议与数值结果的一维和二维孤子。通过计算小扰动下的本征值,得到了二维孤子稳定极限的数值结果,并在直接模拟中得到了验证。虽然大部分孤子族是不稳定的,但不稳定性很弱。通过数值模拟研究了二维孤子在$\mathcal{PT}$对称耦合器中的碰撞。碰撞的结果是非弹性的,但不是破坏性的,因为它们没有打破$\mathcal{PT}$对称性。
2013-11-14 nlin.PS physics.optics
Management of solitons in medium with competing cubic and quadratic nonlinearities
研究了二次和三次非线性介质中孤子的管理问题。两个计划,使用快速调制的失配参数,克尔非线性参数进行了研究。对于这两种情况,平均的时间波动方程推导。在失配管理的情况下,稳定的参数的区域是可能的。在克尔非线性管理的情况下,它表明,有效的$χ^{(2)}$非线性依赖于基本(FH)和二次(SH)谐波之间的强度不平衡。从平均方程得到的预测证实了全偏微分方程的数值模拟。
2022-12-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Interactions of three-dimensional solitons in the cubic-quintic model
我们报告的结果进行了系统的数值分析的框架内的非线性薛定谔方程(NLSE)的五阶(CQ)非线性,结合自聚焦和散焦条款的三维(3D)的基本孤子之间的相互作用。考虑光在非线性光学介质和玻色-爱因斯坦凝聚体中的时空传播,可以实现具有CQ项的三维NLSE。第一部分的工作地址相同的基本孤子之间的相互作用,与相移$% φ$之间,由一个有限的距离在自由空间中分开。结果强烈的变化与$φ$的变化:与$φ=0$,或与足够小的$φ$的相位孤子,合并成一个单一的基本孤子,在它与弱的剩余振荡(与合并成一个强烈的振荡呼吸,这是表现出由相同的设置的1D版本),而选择$% φ=π$导致相互排斥的孤子之间的快速分离。当$φ$为中间值时,如$φ=π/2$,相互作用也是排斥的,破坏了初始相同的基孤子之间的对称性,出现了两个总能量(范数)不同的孤子。定性地解释了孤子的破缺效应,类似于以前对一维孤子的解释。在第二部分的工作中,一对基本孤子被困在一个2D势。结果表明,如果在垂直于连接它们中心的直线的相反方向上对它们施加初始反冲,它们可以形成缓慢旋转的坚固的\textquotedblleft分子”。
2018-05-23 nlin.PS physics.optics
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
One-dimensional gap solitons in quintic and cubic-quintic Fractional nonlinear Schrödinger equations with a periodically modulated linear potential
竞争的非线性,如三次(克尔)和五次非线性项的强度是相反的符号(非线性前面的系数),存在于各种物理介质中(特别是在光学和物质波介质中)。在标准非线性薛定谔方程中,自聚焦立方非线性和自散焦五次非线性之间的良性竞争(称为自聚焦五次模型)在D维局域结构的产生和稳定中起着重要作用.我们将一个外部周期势(线性晶格)引入到这个模型中,并将其推广到近年来开始出现的空间分数阶情形--非线性分数阶薛定谔方程(NLFSE),从而得到了五阶或纯五阶NLFSE,并研究了其中自陷模的传播和稳定性。发现了两种一维局域间隙模,包括基模间隙孤子和偶极模间隙孤子。采用基于线性稳定性分析和直接数值模拟的方法,我们得到了所有局域模的稳定区域,特别地,反Vakhitov-Kolokolov准则适用于仅五阶非线性项和竞争五阶-五阶非线性项框架中产生的孤子族的稳定部分.
2019-09-21 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Stable NLS solitons in a cubic-quintic medium with a delta-function potential
本文研究了一维非线性薛定谔方程,该方程具有五阶吸引和排斥非线性的组合,并且具有一个由δ函数表示的俘获势。我们确定了所有的束缚态与正孤子的档案,通过明确的公式,并使用分歧理论,我们描述了他们的行为相对于传播常数。这些信息是用来证明他们的稳定性的严格理论的哈密顿系统的轨道稳定性。捕获势的存在产生了两个稳定的束缚态共存的制度,具有不同的功率和相同的传播常数。
2015-11-09 math.AP nlin.PS nlin.SI
Peregrine solitons and resonant radiation in cubic and quadratic media
本研究揭示三次和二次非线性介质中Peregrine孤子发射共振辐射的机制,分别归因于高阶色散和相位匹配,并提供解析准则精确计算辐射频率。
2024-11-07 math-ph math.AP math.MP
Observation and analysis of creation, decay, and regeneration of annular soliton clusters in a lossy cubic-quintic optical medium
我们观察和分析了在具有五阶自相互作用和强耗散非线性的介质中(2+1)维空间孤子(细丝)的环形团簇的形成、衰减和随后的再生。的集群的细丝,保持稳定超过~17.5瑞利长度,产生的方位角调制不稳定性从一个父环形状的光束与嵌入涡l = 1。在更长的传输过程中,孤子团在非线性损耗的作用下失去了稳定性。然后,由于来自由母涡环的未分裂部分提供的储存器的功率传递,环形簇自发地再生。识别再生的集群的鲁棒传播的(次级)间隔。实验使用激光束(波长800 nm),其由持续时间为150 fs的脉冲构成,重复频率为1 kHz,在充满液体二硫化碳的细胞中传播。数值计算的基础上修改的非线性薛定谔方程,其中包括五阶折射项和非线性损耗,提供的结果与实验结果非常一致。
2020-09-04 nlin.PS physics.optics
Stable nonlinear amplification of solitons without gain saturation
我们证明了应用在一个局部区域的立方增益,这是嵌入到一个体波导与五阶非线性和均匀的线性损耗,支持稳定的空间孤子的五阶耗散的情况下。该系统的特点是孤子和零态之间的双稳态(由一系列不稳定孤子分开),可以用作光学和等离子体孤子的非线性放大器,与以前已知的设置相反,不需要增益饱和。得到的结果在一个解析的形式和证实的数值分析。
2012-01-10 nlin.PS physics.optics
Nonlinearity-mediated soliton ejection from trapping potentials in nonlocal media
我们解决了热非线性介质中的光孤子的性质,具有局部折射率缺陷,能够捕获孤子发射,即使接近样品边界,尽管边界介导的力量,往往会偏转所有光束向中心的样品。我们表明,虽然这种力量变得更加明显,随着输入光束功率的增加,缺陷可以捕获只有低于临界功率以上的孤子被弹出的光。可以控制孤子喷射和随后的传播的动力学。
2010-07-28 nlin.PS physics.optics
Gray spatial solitons in nonlocal nonlinear media
研究了非局域非线性介质中的灰孤子,证明了它们是稳定的,可以形成束缚态。我们发现,灰孤子的速度依赖于非局域度,它可以大大减少在高度非局域介质。这与局部介质的情况相反,局部介质的最大速度仅由渐近孤子振幅决定。
2007-01-23 nlin.PS physics.optics
Symmetric and asymmetric solitons and vortices in linearly coupled two-dimensional waveguides with the cubic-quintic nonlinearity
众所周知,具有五阶非线性项的二维非线性薛定谔方程(NLSE)支持一族稳定的基本孤子和孤立涡(别名涡环),这些孤立涡在足够大的范数值下是稳定的.我们研究了两个这样的方程的对称线性耦合系统中的定态局域模,重点是非对称态。该模型可以描述双芯非线性光波导中的“光学子弹”(包括之前没有讨论过的时空涡旋),或者加载到“双饼”阱中的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)。在单组分模型中的每一族解在耦合系统中有两个不同的对应物,一个对称的,一个不对称的。类似于早先研究的耦合一维系统的CQ非线性,本模型的特点分岔回路,基本和涡旋孤子一样:随着总能量(范数)的增加,对称孤子变得不稳定的直接分叉点,其次是,在较大的能量值,由反向分叉恢复稳定的对称孤子。然而,与一维系统相反,该系统可能表现出基本孤子的双重双稳态。通过计算小扰动下的不稳定性增长率,研究了孤子的稳定性。涡环,我们研究的两个值的“自旋”,s = 1和2,可能会受到方位角不稳定性,在单组分模型。我们还开发了一个准解析的方法来描述的分叉图,基于变分近似。通过直接模拟研究了由方位不稳定性引起的非对称涡的分裂。研究了不同类型初始静止孤子之间的相互作用。
2010-11-04 nlin.PS physics.optics
Enhancement of transmission quality in soliton-based optical waveguide systems by frequency dependent linear gain-loss and the Raman self-frequency shift
研究了具有弱线性增益损耗、立方损耗和延迟拉曼响应的孤子型非线性光波导中的传输稳定性。我们通过数值模拟与扰动的非线性薛定谔传播模型,传输质量与频率无关的线性增益和立方损耗的波导没有改善延迟拉曼响应的存在,由于缺乏一个有效的机制抑制辐射发射。与此相反,我们发现,延迟拉曼响应的存在导致显着增强的传输质量的波导与频率相关的线性增益损耗和立方损耗。在后者的波导中的传输质量的增强是通过分离的孤子的光谱从辐射的光谱由于拉曼诱导的自频移和有效的抑制辐射发射由于频率相关的线性增益-损耗。进一步的数值模拟表明,在具有频率相关的线性增益-损耗、立方损耗和延迟拉曼响应的波导中的传输质量的增强类似于在具有线性增益、立方损耗和具有变化的中心频率的引导滤波器的波导中的传输质量的增强。
2018-04-09 nlin.PS physics.optics
Generation of stable multi-vortex clusters in a dissipative medium with anti-cubic nonlinearity
我们证明了在具有奇异反立方(AC)非线性的耗散光学介质模型中涡旋孤子的产生,通过将携带涡旋的高斯输入发射到由具有附加AC项的五次复Ginzburg-Landau方程建模的介质中。后一项对光束传输的影响进行了详细研究。给出了由AC项决定的基孤子和涡旋孤子在r> 0时的渐近形式的解析结果。数值模拟确定参数域,维持稳定的耗散孤子的涡团的形式。集群中的涡的数量等于嵌入高斯输入中的涡度。
2019-05-12 nlin.PS physics.optics
Surface dark solitons in nonlocal nonlinear media
我们预言了自散焦非局域非线性介质与线性介质交界面处表面暗孤子的存在。当自散焦介质的线性折射率远大于线性介质的线性折射率时,可以存在基阶和高阶表面暗孤子。基孤子是稳定的,高阶孤子的稳定性依赖于非局域度和传播常数。
2011-03-05 nlin.PS physics.optics
Optical Solitons in Periodic Media with Resonant and Off-Resonant Nonlinearities
综述了周期非线性介质中光孤子的特性。重点是孤子在周期性折射介质(布拉格光栅)纳入一组周期性的薄层的两个层次的系统共振相互作用的领域。这种介质支持在布拉格光栅的带隙中传播的各种亮和暗的"间隙孤子",以及它们的多维类似物(光子弹)。这些新的间隙孤子与具有三次或二次非共振非线性的周期性介质中的间隙孤子有很大的不同。
2000-07-08 nlin.PS physics.optics
Families of spatial solitons in a two-channel waveguide with the cubic-quintic nonlinearity
我们提出了八种类型的空间光孤子,这是可能在一个模型的平面波导,包括一个双通道的捕获结构和竞争(五阶)非线性。在被困光束的家庭是对称和反对称孤子的“宽”和“窄”类型,复合状态,建立作为组合的宽和窄光束相同或相反的符号(“单极”和“双极”状态,分别),和“单面”宽和窄光束被困,基本上,在一个单一的通道。通过特征值的小扰动的家庭的稳定性进行了研究,并在直接模拟验证。三个物种-窄对称,广泛反对称,单极复合状态-是不稳定的扰动与真正的本征值,而其他五个家庭是稳定的。不稳定状态不会衰减,而是自发地将自己转变为持续的呼吸者,在某些情况下,表现出动力学对称性破缺和混沌内部振荡。一个值得注意的特征是宽反对称态和窄反对称态之间的稳定性交换:在两个通道合并为一个的极限下,前者变得稳定,而后者失去稳定。定态的不同分支由四个分支连接,在强通道间耦合和弱通道间耦合的模型中,四个分支具有不同的形式。
2008-02-05 nlin.PS physics.optics
Propagation of solitons in thermal media with periodic nonlinearity
研究了由聚焦层和散焦层交替构成的层状热介质中孤子的存在性及其性质。这样的结构支持强大的亮孤子,即使平均非线性是散焦。我们表明,非振荡孤子可能会形成在任何聚焦域,即使在那些位于靠近样品边缘,在均匀的热介质中,光束总是振荡时,不完全在样品中心发射。在层状介质中,稳定的多极孤子可以包含四个以上的光斑。
2008-06-18 nlin.PS physics.optics
Power-dependent soliton steering in thermal nonlinear media
研究了具有横向折射率梯度的热非线性介质中激发光孤子的存在性及其性质。我们表明,在这样的几何形状,可以产生可控开关从表面孤子附近的样品边缘传播到散装孤子。与不同孤子输出位置相关联的光束转向可以通过改变输入光强度来实现。
2009-08-21 nlin.PS physics.optics
Soliton Shedding from Airy Pulses in a Highly Dispersive and Nonlinear Medium
采用分步傅里叶变换方法,数值研究了截断Airy脉冲在高色散非线性介质中的传播动力学,特别是研究了四阶色散(FOD)和五阶非线性对脉冲演化的影响。FOD的存在取消了Airy脉冲自加速以及在线性区域传播期间遮蔽振荡尾部。此外,我们观察到孤子脱落在低输入脉冲功率的三次和五次非线性和负FOD的存在。出射孤子具有时间位移,位移的方向和程度取决于三次和五次非线性的强度。当存在负FOD的反常群速度色散(GVD)时,在较高的脉冲功率下观察到孤子脱落现象。GVD和非线性的强度对出射孤子的时间移动起着至关重要的作用。此外,我们还探讨了在不同的非线性和色散情况下,色散非线性对孤子脱落的影响。
2021-10-27 nlin.PS physics.optics
Two-dimensional multi-pole solitons in nonlocal nonlinear media
我们提出了实验观察的标量多极孤子在高度非局域非线性介质中,包括偶极,三极,四极,项链型孤子,组织成阵列的异相亮点。这些复杂的孤子是亚稳态的,但具有较大的参数范围,不稳定性较弱,使他们的实验观察。
2006-07-05 nlin.PS physics.optics
Large stable oscillations due to Hopf bifurcations in amplitude dynamics of colliding soliton sequences
我们证明了具有弱线性和立方增益损耗的非线性多序列光波导耦合器系统中光孤子的振幅沿超长距离呈现出大的稳定振荡。大的稳定振荡是由孤子振幅动力学的Lotka-Volterra(LV)模型的平衡态的超临界Hopf分岔引起的。LV模型的预测证实了耦合立方非线性薛定谔(NLS)传播模型与$2 \le N \le 4$脉冲序列的数值模拟。因此,我们提供了第一个演示的中间非线性振幅动力学的多序列孤子系统,所描述的立方NLS方程。我们的研究结果也是实现多个周期序列的碰撞NLS孤子时空混沌的重要一步。
2017-06-18 nlin.CD nlin.PS physics.optics
Stabilization of spatiotemporal solitons in Kerr media by dispersive coupling
基于形成孤子态的场分量之间的线性耦合的色散,我们引入了一种在克尔非线性介质中稳定时空孤子的机制。具体地说,我们考虑孤子在两个核心的引导结构与核心间耦合色散(CD)。我们发现,CD深刻地影响孤子的性质,导致完全稳定的否则高度不稳定的时空孤子在克尔介质与聚焦非线性。我们还发现,CD的存在刺激的束缚态,但不稳定的形成。
2015-02-05 nlin.PS physics.optics
Stable long-distance propagation and on-off switching of colliding soliton sequences with dissipative interaction
我们研究了在二阶色散、克尔非线性、线性损耗、三次增益和五次损耗的情况下两个碰撞孤子序列的传输和开关。采用Lotka-Volterra(LV)模型的孤子振幅的动力学与两个扰动耦合非线性薛定谔(NLS)方程的模拟,我们表明,稳定的长距离传播可以实现广泛的增益-损耗系数,包括值以外的扰动制度。此外,我们证明了强大的开关和关上开关的三次增益和五次损失系数的比率的突然变化的序列之一,并扩展的结果与周期性交替相位的脉冲序列。我们的研究大大加强了最近发现的NLS孤子序列的碰撞动力学和LV模型中的种群动力学之间的关系,并表明这种关系可能会进一步扩展到五阶Ginzburg-Landau方程的孤波。
2013-07-02 nlin.PS physics.optics