Robust three-dimensional high-order solitons and breathers in driven dissipative systems: a Kerr cavity realization
本研究提出在被动驱动非线性腔中激发鲁棒三维高阶孤子与呼吸子的通用方法，通过在光学Kerr腔中引入三维抛物势实现稳定三维孤子态，为观测耗散光子弹和三维呼吸子提供了可靠路径。
2022-12-26 nlin.PS physics.optics
Azimuthal modulation instability, breathers and solitons in ring-core optical fibers
本研究通过数值模拟探究环形芯涡旋光纤中的方位角调制不稳定性，发现其非线性阶段可用非线性薛定谔方程的解析呼吸子解描述，还揭示了方位角孤子动力学等特性，为光纤横向非线性波研究及轨道角动量态操控提供新方向。
2024-03-09 nlin.PS physics.optics
On the optimal focusing of solitons and breathers in long wave models
本文在具有正三次非线性项的Gardner方程的框架内研究了任意数目孤子和呼吸子的最佳（同步）碰撞条件，该方程在小振幅和大振幅的限制下趋向于其它长波模型，即经典的和修正的Korteweg-de Vries方程。得到了Gardner方程中孤立孤子或呼吸子的局部解。精确计算了焦点处的波振幅。它表现出孤子和呼吸子的部分振幅的线性叠加。证明了选择合适的孤子极性和呼吸子相位对焦点的累积振幅的关键作用。当孤子具有交替极性时，它们最同步。讨论了聚焦非线性薛定谔方程中包络孤子和呼吸子同步问题的直接联系（呼吸子对应于在凝聚体上传播的包络孤子）。
2018-08-29 nlin.PS nlin.SI physics.flu-dyn
Walk-off induced dissipative breathers and dissipative breather gas in microresonators
本文研究二阶非线性微谐振器中由走离诱导的耗散呼吸子及其气体现象，揭示群速度差对呼吸子存在的关键作用，并发现非平衡稳态下谐波间速度锁定仍保持的湍流锁定现象。
2023-07-06 nlin.PS 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
Breather soliton dynamics in microresonators
在微谐振器中产生的时间腔孤子可以产生低噪声的光学频率梳，这在光谱学、天文学、导航和通信等领域有着重要的应用。呼吸孤子也形成了许多不同类别的非线性波系统的一个重要组成部分，具有局部的时间结构，表现出振荡行为。到目前为止，呼吸孤子在微谐振器的动力学仍然在很大程度上未被探索，其实验表征是具有挑战性的。在这里，我们展示了两个不同的微谐振器平台的基础上氮化硅和硅上的呼吸孤子的激发。我们研究了呼吸频率对泵浦失谐量的依赖关系，并观察到从周期-1到周期-2振荡的过渡，与数值模拟结果吻合得很好。我们的研究提出了实验证实的稳定性图的耗散腔孤子预测的Lugiato-Lefever方程和理解的基本动力学性质的孤子在更大范围内的非线性科学是非常重要的。
2016-09-06 physics.optics
A Peregrine soliton-like structure that has nothing to deal with a Peregrine breather
我们报告的实验结果，其中的时间强度分布呈现一些主要签名的游隼孤子（PS）观察。然而，在正常色散光纤中连续背景上的高度峰值结构的出现不能与任何PS动力学联系起来，并且主要归因于布里渊后向散射的影响。
2020-10-08 physics.optics
Observation of Fermi-Pasta-Ulam Recurrence Induced by Breather Solitons in an Optical Microresonator
我们提出，实验和数值模拟，观察费米-Pasta-Ulam复发诱导呼吸孤子在高Q SiN微谐振器。在微谐振腔中，当泵浦相位失谐量较小时，增加泵浦功率可以激发呼吸孤子。观察到的相位功率演变的梳状线组的光谱的中心周围相比，在光谱翼线组。功率谱的演化相对于谱中心是不对称的。基于广义Lugiato-Lefever方程的数值模拟与实验结果吻合良好，揭示了受激拉曼散射在功率谱演化对称破缺中的作用。我们的研究结果表明，光学微谐振器可以作为一个强大的平台，探索孤子动力学。
2016-10-17 physics.optics
Breather molecular complexes in a passively mode-locked fibre laser
呼吸孤子是一种非线性波，其能量以局域振荡的方式集中。与定态孤子类似，耗散系统中的呼吸子可以形成稳定的束缚态，表现出类似分子的动力学，通常称为呼吸子分子。迄今为止，光学呼吸分子的实验观测和动力学的实时检测仅限于双原子分子，即只有两个呼吸分子的束缚态。在这项工作中，我们报告的观察不同类型的呼吸复合物在锁模光纤激光器：多呼吸分子，和分子复合物起源于两个呼吸对分子或一个呼吸对分子和一个呼吸的结合。分子复合物的分子间时间间隔达到数百微微秒，比其静止孤立子对应物大一个数量级以上，是远程相互作用的特征。激光模型的数值模拟支持我们的实验结果。此外，还观察到了呼吸孤子的非平衡动力学行为，包括呼吸子碰撞和湮灭。我们的工作开启了研究多体系统的动力学的可能性，其中呼吸子是基本组成部分。
2021-03-31 physics.optics
Dynamics of nonlinear-Schroedinger breathers in a potential trap
考虑了半无限直线上非线性Schroedinger方程的2-孤子（呼吸子）在零边界条件和线性势下的演化，它对应于硬底存在时的重力场.这种设置可以在原子玻色-爱因斯坦凝聚体中实现，并且可以在光学中的非线性平面波导中实现。在没有重力的情况下，如果到地板的初始距离小于一个临界值，则呼吸者从地板的排斥导致其分裂成基本孤子;否则，运动的呼吸者持续存在。在引力作用下，呼吸子总是分裂成一对“共跳”的基本孤子，它们可能以准呼吸子的形式锁频，也可能不锁频，形成非相干的伪呼吸子。除了系统的数值研究外，还得到了一些基本的解析结果。
2018-04-25 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Stable (2+1)-dimensional soliton and breather molecules in a cold Rydberg atomic gas
Henan Normal University（河南师范大学）；Hubei University of Automotive Technology（湖北汽车工业学院）；Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
研究冷里德伯原子气体中非局域非线性效应支持的稳定(2+1)维空间域光学孤子分子和呼吸子分子，揭示了两种形成机制：中等非局域性下的静态稳定和强非局域性下通过旋转离心力实现的动态稳定。
2026-07-03 physics.optics
Kerr breather-soliton time crystals
被动驱动克尔非线性光学谐振器中的呼吸子孤子是循环的光脉冲，其具有在许多谐振器往返过程中随时间振荡的振幅、带宽和持续时间。这些呼吸振荡自发出现，其频率由系统参数决定。在这里，我们建议和理论研究的可能性，这些呼吸振荡可能会成为次谐波夹带的周期性扰动发生在谐振器往返时间$T_R$，所产生的耦合和泵浦。次谐波夹带的结果是呼吸周期$T_b$和往返时间之间的整数比$T_b/T_R=N\gg1$。我们发现，在一个政权的中间谐振器的精细度（$\mathcal{F}\sim30-40$），刚性次谐波夹带-或锁定的呼吸振荡的往返时间-发生，并保持在一定范围内的系统参数。我们观察到夹带与整数锁定比高达$N=20$，并提出了一种方法来实现更高的夹带比和更高的精细度的效果。该系统的次谐波响应的控制方程是不变的离散时间平移下是类似的量子多体系统中最近提出和报道的离散时间晶体。我们讨论了实现这些呼吸孤子时间晶体在实验中的路线，并解释如何将其纳入光子学系统可以简化微谐振器孤子的应用。重要的是，我们的工作探索了一个新的制度的微谐振器克尔非线性动力学中的往返时间扰动起着重要的作用。
2018-11-10 physics.optics
Controllable Kuznetsov Ma-like breather generation via dispersion modulation in the nonlinear Schrödinger equation with variable coefficients
变系数非线性薛定谔方程在物理学的许多领域都有应用，特别是在非线性光学和玻色-爱因斯坦凝聚体的背景下。除了通常的亮孤子解和暗孤子解，所谓的有理孤子解被认为在未来的应用和理解许多自然现象有巨大的影响。本文研究了变系数非线性薛定谔方程的各阶有理解。可以通过沿传播方向对色散进行周期性调制来提取第一阶和第二阶受控KM类呼吸子。在一阶有理孤子解的情况下，色散调制的幅度控制背景以及呼吸峰值功率，而空间频率控制KM类呼吸器的呼吸频率。研究表明，通过对色散参数的调制，可以获得三阶有理孤子的各种新特性。
2021-01-01 nlin.PS physics.class-ph physics.optics
Two-colour dissipative solitons and breathers in microresonator second-harmonic generation
本文研究了微谐振腔二次谐波产生中的双色耗散孤子与呼吸子，揭示了其在轻微相位失配下的典型性及与二阶非线性主导的谐振线负倾斜的关系。
2023-05-21 physics.optics
Dissipative periodic waves, solitons and breathers of the nonlinear Schrodinger equation with complex potentials
本文给出了具有非齐次复线性势和非线性势的广义非线性薛定谔方程的精确解，在复势和非线性系数空间中，我们得到了一类局域周期调制的局域周期解.给出了稳定解和不稳定解的例子。我们还证明了存在一个额外的抛物型陷阱的稳定耗散呼吸的存在。
2010-11-16 cond-mat.other cond-mat.quant-gas nlin.PS
Bright traveling breathers in media with long-range, nonconvex dispersion
本文数值研究了非局域色散介质中亮传播呼吸子的存在与性质，通过求解Benjamin-Bona-Mahony方程和conduit方程，揭示了非凸色散导致的振荡背景及拓扑相位跳跃现象，为海洋内波和光脉冲等系统提供了理论见解。
2024-03-25 nlin.PS physics.geo-ph 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
Multi-soliton, multi-breather and higher-order rogue wave solutions to the complex short pulse equation
本文研究了复短脉冲方程的一般定域解，包括孤子解、呼吸子解和流氓波解。借助于广义达布变换，我们构造了紧行列式形式的$N$ -亮孤子解，然后构造了包含Akhmediev呼吸子的$N$ -呼吸子解和一般高阶流氓波解.一阶和二阶流氓波的解决方案明确给出，并说明了图形。对$N$ -孤子解和$N$ -呼吸子解进行了严格的渐近分析。所有三种形式的本地化解决方案承认光滑，尖点或循环型CSP方程取决于参数。值得注意的是，由于倒数（速端图）变换，CSP方程的流氓波解不同于非线性薛定谔（NLS）方程的流氓波解，后者可能是一个尖点或一个环。
2015-11-11 math-ph math.MP nlin.SI
Surface polaritonic solitons and breathers in a planar plasmonic waveguide structure via electromagnetically induced transparency
提出了一种在由透明层、金属层和三能级原子介质层组成的平面等离子体波导结构中无耦合器激发表面极化激元孤子和呼吸子的方案。在所提出的系统中，增强的克尔非线性是通过在底部原子介质中的电磁感应透明（EIT），这可以通过适当的调制的频率失谐和拉比频率的驱动激光场来控制。这种非线性平衡了系统中的色散，从而为激发极化激元孤子提供了必要条件。结果，系统产生了横向自陷的亮、暗表面极化激元孤子，它们在金属和EIT介质的界面处被紧密引导。此外，我们调查的激发表面极化激元Akhmediev呼吸在金属EIT介质界面的建议系统。在所提出的平面等离子体波导结构中，通过适当地选择参数，实现了表面极化激元Akhmediev呼吸子的稳定传播。这种实验上可行的方案可能是非常重要的高度紧凑的纳米光子器件的光学制度的发展。
2019-06-05 physics.app-ph physics.optics
Dispersion Managed Generation of Peregrine Solitons and Kuznetsov-Ma Breather in an Optical Fiber
近年来，在光纤的背景下，已经相当广泛地研究了光学流氓波及其变体。人们已经认识到，光纤中的色散管理在实验上比其非线性对应物更可行。在这项工作中，我们报告了Kuznetsov-Ma（KM）型呼吸子的前三阶的合理的解决方案的非线性薛定谔方程与周期调制的色散系数沿光纤轴。然后通过适当选择调制参数来控制呼吸器动态。此外，对应于二阶有理解，新的单峰和双峰呼吸子样解的演化已经被显示。基于调制不稳定性的直接数值模拟也已执行，与分析结果吻合良好，从而使所提出的系统更可行的实验实现。
2020-12-29 physics.app-ph physics.optics
Inter-mode breather solitons in optical microresonators
在光学微谐振器中观测时间耗散克尔孤子，在应用方面提供了紧凑的相干光学频率梳源，这些相干频率梳已应用于相干通信、双梳光谱学和计量学。在基本的水平上，它使孤子物理的研究在驱动非线性腔。微谐振器通常是多模的，因此，模间相互作用固有地发生在模族之间-一种被称为“避免的模交叉”的条件。避免的模式交叉可以引起孤子衰减，但也可以修改孤子光谱，导致例如色散波的形成并引起光谱反冲。然而，到目前为止，从模间相互作用所产生的时间孤子动力学很少被研究，但理解孤子稳定性的制度是至关重要的。在这里，我们报告的一个模式间呼吸孤子的发现。这样的呼吸动力学发生在激光失谐范围内，传统的固定耗散孤子的预期。我们在实验上证明了两个微谐振器平台（结晶氟化镁和光子芯片为基础的氮化硅微谐振器）的现象，并从理论上描述了一对耦合的Lugiato-Lefever方程的基础上的动力学。实验证明，呼吸与孤子和另一个光学模式族之间的周期性能量交换有关。我们进一步表明，模式间的相互作用可以模拟的响应函数作用于耗散孤子。在传统的稳定孤子制度的呼吸动力学的观察是至关重要的应用，从低噪声微波产生，频率合成光谱。在基本的水平上，我们的结果提供了新的理解丰富的耗散孤子在多模非线性腔的动力学。
2017-05-14 physics.optics
Regular, beating and dilogarithmic breathers in biased photorefractive crystals
本研究用推广的非线性薛定谔方程建模光折变晶体中光束传播，通过变分近似结合数值模拟证实稳定孤子与呼吸子存在，发现规则、拍频型呼吸子及脉冲分裂现象，揭示拍频动力学的近离散谱特征。
2024-05-16 nlin.PS physics.optics
All-optical Synchronization of Breather Solitons in a Kerr Microresonator
The University of Auckland（奥克兰大学）；The Dodd-Walls Centre for Photonics and Quantum technologies（光子与量子技术多德-沃尔斯中心）；Joint Quantum Institute, NIST/University of Maryland（美国国家标准与技术研究院/马里兰大学联合量子研究所）；NIST（美国国家标准与技术研究院）
通过注入弱单色激光，实现微谐振器克尔呼吸孤子边带的全光同步，从而控制孤子振荡频率并降低噪声。
2026-06-29 physics.optics
Nonparaxial spatial optical solitons with nonlocality nonlinearity
研究了具有非局域非线性的一维亥姆霍兹孤子。在强非局域性和弱非局域性的情况下，给出了非局域非线性非傍轴传播方程的精确解析解。数值计算还发现，非局域度会影响非局域Helmholtz孤子光束的宽度，但对光束的稳定性没有影响。非傍轴性对它们的稳定性有影响，但对宽度没有影响。
2012-12-29 nlin.PS physics.optics
Regimes and Transitions of the Nonlinear Temporal Talbot Effect: Underlying Mechanism for A-Type Breathers, Soliton Crystals, and Soliton Gas
Multitel Innovation Centre（Multitel创新中心）
本研究探讨了非线性时间塔尔博效应的 regime 与 transition，揭示了 A 型呼吸子、孤子晶体和孤子气体的 underlying 机制，通过非线性效应和高阶空间模式干涉的相互作用，建立了与费米-帕斯塔-乌拉姆-廷戈复发相关的理论框架。
2026-02-16 physics.optics
PT-symmetric coupler with a coupling defect: soliton interaction with exceptional point
本文研究含局部耦合缺陷的PT对称耦合器中孤子与例外点的相互作用，揭示对称与反对称孤子产生呼吸子、爆炸、展宽或分裂等动力学行为。
2014-05-08 physics.optics
Frequency combs with multiple offsets in THz-rate microresonators
微谐振器中的倍频程频率梳对于自参考是必不可少的。然而，由于色散的不利影响，小尺寸和高重复频率的微谐振器很难在较宽的频率范围内实现完美的孤子锁模。在这里，我们研究的孤子状态的稳定性组成的100个模式的氮化硅微谐振器与一太赫兹自由光谱范围。我们报告的共存的快，慢孤子在一个狭窄的失谐范围内，这是包围在两侧的呼吸状态。我们将呼吸梳分解成具有不同载波包络偏移频率的子梳序列。大失谐呼吸器具有与在整个微谐振器上延伸的扰动相关联的高频振荡。小的失谐呼吸子产生的振荡定位在孤子核心，并可以进行倍周期分岔，这触发了一系列强烈的子梳。
2022-10-11 physics.optics
Relation between surface solitons and bulk solitons in nonlocal nonlinear media
我们发现非局域非线性介质中的表面孤子可以看作是具有反对称振幅分布的体孤子的一半。得到了强非局域介质中表面孤子和呼吸子的解析解，并通过数值模拟得到了临界功率和呼吸子周期。此外，非局域表面孤子的振荡传输被认为是孤子和它的异相镜像光束之间的相互作用。模型计算得到的振荡周期和轨迹与数值模拟结果吻合较好。
2011-02-25 physics.optics
Nonlinear dynamics in breathing-soliton lasers
East China Normal University（华东师范大学）；Shanxi University（山西大学）；Chongqing Institute of East China Normal University（华东师范大学重庆研究院）；Guangyang Bay Laboratory（广阳湾实验室）；Aston University（阿斯顿大学）；VPIphotonics（VPI光子学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud (INFN-LNS)（意大利国家核物理研究所南方实验室）
本文综述了呼吸孤子光纤激光器中的非线性动力学研究，利用遗传算法等先进手段发现了频率锁定呼吸子、分形Farey层级等丰富行为，并识别出通往混沌的新途径，凸显了其作为复杂耗散动力学模型系统的价值。
2025-10-15 physics.optics
Perturbative analysis of generally nonlocal spatial optical solitons
在一般非局域情形下，我们模拟微扰谐振子，计算了非局域非线性Schroedinger方程（NNLSE）在二阶近似下的基本孤子解和其它高阶孤子解.与数值模拟结果的比较表明，二阶近似下的孤子解比零阶近似下的孤子解能更准确地描述NNLSE的一般非局域孤子态。结果表明，对于指数衰减型非局域响应的非局域情形，即使在强非局域情形下，类高斯函数孤子解也不能精确描述非局域孤子态。研究了这种非局域孤子的性质。在强非局域极限下，对于高斯函数型非局域响应，孤子的功率和相位常数都与其束宽的4次方成反比;对于指数衰减型非局域响应，孤子的功率和相位常数都与其束宽的3次方成反比。
2006-09-20 physics.optics
Nonlocal gap solitons in parity-time symmetric optical lattices
数值研究了非局域自聚焦介质中宇称时间（PT）对称光晶格中的非局域带隙孤子。我们详细阐述了这种PT间隙孤子的存在性、稳定性和传播动力学。模拟结果表明，存在稳定的间隙解。研究了非局域度对PT带隙孤子的功率、能流密度和稳定区域的影响。
2011-09-23 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
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
Black and gray spatial optical solitons with Kerr type nonlocal nonlinearity
本文发展了一种数值计算具有Kerr型非局域非线性的黑孤子和灰孤子的方法。作为非局域情形的两个例子，讨论了具有指数衰减非局域响应和高斯非局域响应的灰孤子。对于这两种非局域情形，给出了非局域灰孤子尾的解析形式，得到了非局域灰孤子最大横向速度与特征非局域长度的解析关系.
2008-11-19 physics.class-ph physics.optics
Optical vortex soliton with self-defocusing Kerr-type nonlocal nonlinearity
发展了一种计算自散焦Kerr型非局域非线性涡旋光孤子的数值方法。采用数值模拟的方法，研究了涡旋光孤子的传输特性和相互作用特性。
2008-11-30 physics.class-ph physics.optics
