Phase-suppressed hydrodynamics of solitons on constant-background plane wave
非线性薛定谔方程(NLSE)的孤子解和呼吸子解被用来模拟非线性色散介质(如水面)中的局域结构。这种精确解的精确传播的条件之一是在载波中正确生成精确的初始相移分布,如由特定时间或位置处的NLSE包络所定义的。在这里,我们的实验表明,这种初始精确的相位激发的本地化包络孤子和呼吸,调制恒定振幅的平面波(有限的背景)的流体动力学传播过程中的意义。以中等水深的静止黑孤子和深水中的脉动Peregrine呼吸子为例,我们展示了当初始相移为零时,这些局域化包络在长传播距离上演化时是如何分解的。通过设置包络相位为零,暗孤子将分裂为两个灰型孤子和色散元。在双重本地化的游隼呼吸的情况下,最大放大是相当滞后的;然而,局部的最大聚焦波的形状测量连同各自的签名相移几乎相同的精确分析游隼表征在其最大压缩位置。在两个大型浅水和深水波浪设施中进行的实验,在所有情况下都与NLSE模拟非常一致。
2020-10-28 nlin.PS physics.flu-dyn
Polariton effect in nonlinear pulse propagation
研究了极化激元效应和类克尔非线性对光脉冲传输的联合影响。在极化激元间隙附近存在不同族的包络孤立波解。解的性质强烈地依赖于载波频率。特别是,孤立波内部和外部的极化激元间隙表现出不同的速度和振幅依赖于其持续时间。
2003-09-29 nlin.PS
Metastable soliton necklaces confined by the boundary of a flattop region
School of Physics and Engineering, ITMO University(ITMO大学物理与工程学院);Bashkir State Pedagogical University n.a. M. Akhmulla(巴什基尔国立教育大学(以M·阿克穆拉命名))
该研究提出双分量包络中由平顶区域边界限制的亚稳态环形孤子项链,利用孤子排斥与边界限制的平衡实现长时亚稳态传播,可通过参数调控孤子数量。
2026-08-13 nlin.PS physics.optics
Metastable two-component solitons near an exceptional point
我们考虑了具有分布增益和损耗的二维非线性波导。描述该系统的光学势由仅依赖于一个横坐标的未扰动复势组成,即,对应于平面波导,以及取决于两个横向坐标的小的不可分离的扰动。假设未扰动平面波导的频谱具有例外点(EP),而扰动驱动系统进入完整相位。略低于EP,波导维持两个组件的包络孤子。我们推导出一维方程的缓慢变化的信封的组件,并显示其稳定的传播。当两个横向的框架内考虑到的原始模型,所获得的两个组件的亮孤子成为亚稳态,并持续在非常长的传播距离。
2021-08-04 nlin.PS physics.optics
Coherent chirped pulse laser network in Mickelson phase conjugating configuration
分析了大型光纤放大器阵列的非线性锁相机理。结果表明,双通道光纤放大器阵列的迈克尔逊相位共轭结构比单通道光纤阵列的马赫-曾德尔结构具有明显的优越性。无论同步光纤放大器的数量是多少,迈克尔逊相位共轭干涉仪都能很好地补偿相位活塞误差,并实现后向放大光纤光束在进/出分束器上的准直。在这两种配置中,由于增益饱和而导致的拉伸脉冲包络的非线性变换能够使包络内啁啾的位置随机化,从而可能降低输出分束器处的干涉图案的可见性。$sech$形式的时间包络由于在增益介质中的指数前兆和自相似传播而具有某些固有的优点。在深度增益饱和区,高斯包络被显著压缩,并且脉冲包络内的频率啁啾位置更加变形。
2014-03-01 nlin.PS physics.optics
Transformation of envelope solitons on a bottom step
本文研究了有限深水中底台阶上表面包络孤子的变换。利用线性近似中导出的变换系数,我们得到了传输脉冲的参数以及脉冲在传输过程中的演化。根据弱非线性理论,导出了描述台阶附近和远区最大可达波幅的解析公式。由于新出现的包络孤立子和剩余准线性波之间的相长干涉,孤立波从相对较浅的水域传播到较深的区域时可能被极大地放大(在形式上没有限制的弱非线性理论内)。理论结果与直接数值模拟孤子变换的结果符合得很好。特别是,在所执行的模拟中证明了超过双波放大。
2021-05-31 nlin.PS physics.flu-dyn
Nonlinear optical waveguide lattices: Asymptotic analysis, solitons, and topological insulators
近年来,人们对非线性光子晶格中的波的传播研究产生了极大的兴趣。非线性和周期性之间的相互作用使研究人员能够操纵光并发现新的有趣现象,例如新的局部模式类别,通常称为孤子,以及鲁棒传播的新表面状态。自然地出现非线性和周期性的领域是非线性光学。但在其他领域,波在背景晶格上的传播也起着重要作用,包括光子晶体光纤和玻色-爱因斯坦凝聚。本文研究了一维和二维周期晶格中波包在非线性薛定谔(NLS)方程(简称晶格NLS方程)中的传播。一个离散的减少,称为紧束缚近似,被用来寻找线性色散关系和非线性离散包络的二维简单的周期晶格和二维非简单的蜂窝晶格的方程。在包络变化缓慢的极限下,由离散系统导出连续包络方程。在离散和连续两种情况下,线性演化系统的系数都与色散关系有关。对于简单格,连续系统是NLS型方程。在蜂窝格子中,在某些情况下,连续系统被发现是非线性狄拉克方程。最后,可以在光波导设置中实现所谓的拓扑绝缘体系统。由这些系统支持的模式与光谱拓扑不变量相关联,并且值得注意的是,可以在没有来自晶格缺陷的反向散射的情况下传播。
2022-12-22 nlin.PS physics.optics
The light filament as vector solitary wave
提出了宽带飞秒光脉冲在气体中非线性传输理论的解析方法。在考虑载波包络相位的情况下,详细研究了非线性三阶极化的矢量特性。相应的系统的矢量振幅方程是通过使用左手和右手的电场的圆形分量。我们发现该系统的非线性方程组存在具有Lorentz形状的$3D+1$矢量孤子解。该解决方案提出了相对稳定的传播和旋转与GHz频率的电场矢量在平面上,正交于传播的方向。在传播的最初几毫秒内,光强分布的演化表现为弱的自压缩和弱的球面波。
2015-03-17 nlin.PS physics.optics
Negative frequencies get real: a missing puzzle piece in nonlinear optics
基于最近的实验结果,我们证明了基于单个广义非线性薛定谔方程的普遍存在的脉冲传输方程是不完整的,不足以解释光孤子发射的所谓负共振辐射的形成。这种缺陷的起源是由于在传播过程中超短脉冲频谱的正频率分量和负频率分量之间没有特殊的非线性耦合,这是慢变包络近似无法捕获的特征。因此,我们引入了一个概念上的新模型,分析信号的包络的基础上,考虑到所有频率分量的全谱动态,易于分析处理,并保留了非线性薛定谔方程的模拟效率。我们使用我们的新方程从第一性原理推导出在以前的实验中观察到的负共振辐射的相位匹配条件。
2013-05-30 nlin.PS physics.optics
A Geometrical Formulation of the Renormalization Group Method for Global Analysis
在经典包络理论的基础上,我们提出了Goldenfeld等人最近提出的用于全局分析的重整化群(RG)方法,并阐明了RG方程改进的原因。
1995-09-18 cond-mat funct-an hep-th
Coupled nonlinear Schroedinger field equations for electromagnetic wave propagation in nonlinear left-handed materials
对于各向同性和均匀的非线性左手材料,有效介质近似是有效的,麦克斯韦方程组的电场和磁场,自然导致缓慢变化的包络近似,耦合的非线性薛定谔方程组的系统。这个系统等价于著名的Manakov模型,在一定条件下,是完全可积的,并承认明亮和黑暗的孤子解决方案。结果表明,左手和右手(正常)非线性介质中可能有复合的亮和暗孤子解,分别。这些结果也得到了数值计算的支持。
2005-01-31 nlin.PS
Electromigration-Induced Propagation of Nonlinear Surface Waves
由于表面电迁移效应,波可以在厚度为h_0的载流金属或半导体薄膜的自由表面上传播。本文研究了有限振幅波及其慢调制。找到了有限振幅的周期性波列及其色散关系。如果膜材料是各向同性的,则如果λ/h_0 < 3.9027.,则具有波长λ的波列是不稳定的,并且在其它方面是边缘稳定的。有限振幅周期波列慢调制的运动方程是非线性薛定谔方程。因此,包络孤子可以在薄膜表面上传播。
2002-01-16 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS
Models for optical solitons in the two-cycle regime
我们推导了光脉冲在由二能级哈密顿量描述的介质中传输的模型方程,而不使用慢变包络近似。假设二能级原子的共振频率远高于或远低于脉冲特征持续时间的倒数,我们将传播问题简化为修改后的Korteweg-de Vries或sine-Gordon方程。我们给出了这些方程的解析解,它们在形状和频谱上与实验产生的两周期区域中的脉冲相当接近,这表明可以预见后者的孤立子型传播。
2004-11-04 nlin.PS
Quadratic Solitons in Negative Refractive Index Medium
本文研究了慢变包络脉冲近似下基波和二次谐波孤立波在二次非线性介质中的传播问题。二次非线性介质在基波频率处具有负折射率,在二次谐波频率处具有正折射率。我们求出了描述这种材料中的稳态模拟、耦合二次谐波和基频波传播的演化方程的一些解。
2006-04-08 nlin.PS nlin.SI
Adiabatic soliton management: Controlling solitary wave motion while keeping the wave envelope unchanged
我们描述了如何控制的运动-速度和传播方向-的非线性行波在实时通过孤子管理随时间变化的色散/扩散和损耗/增益条款。当进行一定的参数约束,我们推导出,该方法允许实时操纵的波动不损害波的结构或稳定性,保持严格的绝热性的时间。这使得我们的方法是一个有前途的工具,物理系统,承认一定程度的控制,通过可调色散和损失/增益条款,包括在非线性光学,原子物理学,玻色-爱因斯坦凝聚体,和热驱动的化学反应,其中一个感兴趣的修改的位置或速度的波,同时仍然保持绝热性所产生的问题。我们通过几个典型的例子来说明该方法的实用性和简单性,演示了如何在矢量NLS系统中实时控制KdV孤子,Fisher-KPP孤波阵面,BBM孤子,非线性Klein-Gordon方程和相互作用的非线性波的运动。
2022-06-20 nlin.PS nlin.SI physics.comp-ph