Pitch-controlled reorientational nonlinearity in chiral nematic liquid crystals: a reduced-order model for self-focusing and soliton formation
University of Miami(迈阿密大学);University of Central Florida(中佛罗里达大学)
该研究建立手性向列相液晶重取向非线性的降阶半解析模型,可高效模拟其非线性光学特性,揭示螺距的主导作用,为非线性光子器件设计提供工具。
2026-08-25 cond-mat.soft nlin.PS physics.comp-ph
Stable Soliton Excitations in Modulational Instability Regime with the Fourth-order Effects
本文研究了同时具有三阶和四阶效应的非线性光纤中调制不稳定性与基本非线性激发类型之间的对应关系。在调制不稳定区得到了一些稳定的孤子激发,这是在二阶和三阶非线性光纤中没有发现的。显式分析表明,在调制不稳定区中,稳定孤子的存在与调制稳定圈有关,而在调制稳定圈之外的调制不稳定区中,稳定孤子才存在。需要强调的是,在一定频率的连续波背景下,稳定孤子只是以两种特殊的形状存在。数值计算结果表明,即使在调制不稳定区,孤子的演化稳定性也是鲁棒的。进一步的分析表明,调制不稳定区的孤子是由四阶效应引起的。
2016-11-02 nlin.PS nlin.SI
W-shaped solitons generated from a weak modulation in the Sasa-Satsuma equation
我们重新讨论了Sasa-Satsuma方程的有理解,它可以用来描述具有高阶效应的非线性光纤中光场的演化。我们发现了一个既包含调制不稳定性又包含调制稳定性的动力学过程,与之前报道的分别包含调制不稳定性和调制稳定性的流氓波和W形孤子不同.结果表明,在连续波背景下,弱调制信号可以产生稳定的W型孤子。这为从低强度连续波背景中获得稳定的高强度脉冲提供了可能。
2015-05-08 nlin.PS nlin.SI
Soliton Formation in Whispering-Gallery-Mode Resonators via Input Phase Modulation
提出了一种通过输入相位调制在回音壁模(WGM)腔中形成孤子的方法。我们的数值模拟的一个变种的Lugiato-Lefever方程表明,调制输入相位的频率等于谐振器的自由光谱范围和适度的调制深度提供了一个确定性的路线,在WGM谐振器中的孤子形成,而不经历混沌相。我们发现,产生的孤子状态是持续的调制时,被关闭。我们的研究结果支持参数播种作为一个强大的控制手段,除了输入泵浦功率和泵浦谐振失谐,在WGM谐振器的频率梳产生。我们的发现也有助于为在芯片上形成超短脉冲铺平道路。
2014-10-02 nlin.PS physics.optics
Multi-soliton states under triangular spatial modulation of the quadratic nonlinearity
在二维介质中引入了奇异峰三角形形式的多孤子集,其中二次谐波产生的非线性效应受到空间调制。各种家庭的对称和非对称集的构造,并研究其稳定性。稳定的对称模式可以由1个、4个或7个单独的孤子构成,而稳定的非对称模式包含1个、2个或3个孤子。对称和非对称模式可以证明相互的双稳态。精确地预测了非对称单孤子态从中心位置的移动。同时也产生了由三个孤子组成的涡旋环。
2018-01-21 nlin.PS physics.optics
Temporal Modulation of the Control Parameter in Electroconvection in the Nematic Liquid Crystal I52
我报告的电对流的控制参数的周期性调制的影响,在液晶I52。在没有调制的情况下,从均匀态的一次分岔是直接过渡到时空混沌状态。这种状态是四种退化的行进模式相互作用的结果:右和左之字形和之字形滚动。使用大约两倍于行进频率的驱动电压的周期性调制。对于足够大的调制幅度,仅由Z字形或Z字形滚柱组成的驻波被稳定。驻波在空间和时间上表现出规则的行为。因此,调节控制参数是消除时空混沌的一种方法。当调制频率从两倍的行进频率改变时,观察到作为锯齿形和锯齿形辊的叠加的驻波,即直立矩形。这些结果进行了比较与现有的预测的基础上耦合复杂的Ginzburg-Landau方程。
2000-07-18 cond-mat.soft nlin.CD nlin.PS
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
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
In this work, we introduce a method for stabilizing spatiotemporal solitons. These solitons correspond to light bullets in multimode optical fiber lasers, energy-scalable waveguide oscillators and amplifiers, localized coherent patterns in Bose-Einstein condensates, etc. We show that a three-dimensional confinement potential, formed by a spatial transverse (radial) parabolic graded refractive index and dissipation profile, combined with quadratic temporal phase modulation, may permit the generation of stable spatiotemporal dissipative solitons. This corresponds to combining phase mode-locking …
2022-08-11 nlin.PS physics.optics
Writing and erasing of temporal cavity solitons by direct phase modulation of the cavity driving field
时间腔孤子(CS)是持续的光脉冲,可以在连续驱动的无源谐振器中表现出来,如宏观光纤环形腔和单片微谐振器。到目前为止,实验已经证明了两种技术的激发,但都具有系统复杂性或缺乏控制孤子定位的形式的缺点。在这里,我们实验证明了一个新的CS写作计划,弥补了这些不足。具体来说,我们表明,时间CS可以通过直接相位调制的腔驱动场在任意位置被激发,这种技术也允许现有的CS被选择性地擦除。我们的研究结果构成了第一个实验演示的时间腔孤子激发通过直接相位调制,以及它们的选择性擦除(通过任何手段)。这些进展降低了CS激励的复杂性,并可能导致单片微谐振器中的受控脉冲产生。
2015-01-21 nlin.PS physics.optics
Dynamics of the localized nonlinear waves in spin-1 Bose-Einstein condensates with time-space modulation
本文研究了自旋为1的玻色-爱因斯坦凝聚体中局域非线性物质波的动力学行为。利用相似变换求解了三个耦合的Gross-Pitaevskii方程,得到了两类以Jacobi椭圆函数和Mathieu方程表示的物质波精确解.旋量物质波的局域态描述了矢量呼吸孤子、运动呼吸孤子、准呼吸孤子和共振孤子的动力学行为。稳定性分析结果表明,一阶矢量呼吸孤子、准呼吸孤子、共振孤子和运动呼吸孤子都是稳定的,而运动呼吸孤子是不稳定的。我们还提出了在未来的实验中实现这些现象的实验参数。
2017-02-09 nlin.PS nlin.SI
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
Modulation theory and resonant regimes for dispersive shock waves in nematic liquid crystals
本文对色散激波在液晶中的传播进行了全面的分析。这些色散冲击波产生的光场的初始条件,并在线性衍射波与DSW共振,导致在它前面传播的共振线性波列共振。它被发现,有六个制度,这是不同的,需要不同的解决方案的方法。在以前的研究中,相同的解决方案的方法被用于所有的制度,这并不产生的解决方案完全符合数值解。事实上,标准DSW结构消失足够大的初始跳跃。渐近理论,近似方法或Whitham调制理论被用来找到这些共振色散冲击波在给定的制度的解决方案。的解决方案被发现是在所有政权的数值解的EQUIPMENT方程非常一致。结果发现,对于小的初始跳跃,共振波列是不稳定的,但它稳定在临界跳跃高度以上。另外还发现,DSW是不稳定的,除了小的跳跃高度,没有共振和大的跳跃高度,没有标准的DSW结构。
2020-01-21 nlin.PS
Bound state soliton gas dynamics underlying the noise-induced modulational instability
本文从理论上研究了平面波在噪声作用下的调制不稳定性。噪声引起的MI的长期统计特性以前已经在实验和模拟中观察到,但迄今为止还没有得到解释。在逆散射变换(IST)的框架下,提出了一种基于可积聚焦一维非线性薛定谔方程(1D-NLSE)的$N$ -孤子解($N$ -SS)的噪声诱导MI的渐近阶段模型.这些$N$ -SS是强相互作用孤子的束缚态,它们具有特定的IST本征值分布以及随机相位。我们使用一种特殊的方法来构造统计上大量孤子$N\sim100$的多孤子解系综。我们的调查表明,在频谱(傅立叶)和统计性质之间的长期演化的凝聚体扰动噪声和构造的多孤子束缚态的完全协议。我们的结果可以推广到广泛的一类可积湍流问题的情况下,当波场动力学是强非线性和孤子驱动。
2019-07-18 nlin.PS nlin.SI
Three-dimensional solitary waves with electrically tunable direction of propagation in nematics
产生稳定的多维孤立波是现代科学中的一个重大挑战。引导它们的传播是一个更难的问题。在这项工作中,我们证明了三维孤立波在一个振荡器,其轨迹可以被引导的电场在一个平面垂直于该领域。转向不改变保持均匀的基态的性质。这些局域波称为指向矢子弹,是拓扑无保护的(3+2)D型多维孤子,相对于背景分子指向矢表现出前后和左右不对称性;对称性由场控制。除了通过在传播方向上增加整个维度带来基本的新颖性之外,孤子还可以导致诸如有针对性地传递信息和微型货物等应用。
2019-07-31 cond-mat.soft nlin.PS physics.chem-ph
Stabilization of vector solitons in optical lattices
研究了折射率横向谐波调制的克尔型立方介质中一维矢量格子孤子的性质和动力学稳定性。我们发现,在矢量情况下,不稳定的标量晶格孤子族可以通过交叉相位调制(XPM)来稳定。研究发现,在XPM强度大于自相位调制强度的均匀介质中不稳定的多峰矢量孤子也可以被晶格稳定化。
2004-10-19 nlin.PS physics.optics
Spatial solitons and modulational instability in the presence of large birefringence: the case of highly non-local liquid crystal
本文以空间非局域双折射液晶为研究对象,建立了具有任意大双折射的各向异性介质中的空间光孤子和调制不稳定性理论。不对称的空间分布和多值功能的预测自本地化光与走离角。结果适用于一般的自聚焦双折射介质,并适用于大角度转向的个人和多个自陷光束。
2005-12-12 cond-mat.soft nlin.PS physics.optics
Resonant Y-shaped soliton solutions to the Kadomtsev-Petviashvili II (KPII) equation are modelled as shock solutions to an infinite family of modulation conservation laws. The fully two-dimensional soliton modulation equations, valid in the zero dispersion limit of the KPII equation, are demonstrated to reduce to a one-dimensional system. In this same limit, the rapid transition from the larger Y soliton stem to the two smaller legs limits to a travelling discontinuity. This discontinuity is a multivalued, weak solution satisfying modified Rankine-Hugoniot jump conditions for the one-dimension…
2021-10-26 nlin.PS
Modulation theory of soliton-mean flow in KdV equation with box type initial data
针对盒型初值的 KdV 方程,通过退化双亏格 Whitham 调制系统推导孤子调制系统,理论预测并数值验证了孤子与色散平均流相互作用时的轨迹、振幅及相移变化。
2024-09-21 math-ph math.AP math.MP
Parametric amplification of random lattice soliton swinging
本文研究了具有横向周期或抛物线折射率调制的介质中孤子的传输,当调制深度沿传输方向有微小波动时。我们发现,在适当的谱共振条件下,小的横向孤子振荡可以得到参量放大。
2009-03-30 nlin.PS physics.optics
Optical amplification and transmission of attenuated multi-soliton based on spectral characteristics of Akhmediev breather
分析了Akhmediev呼吸子的时间和光谱特性,建立了衰减多孤子在非线性光纤中的放大和传输模型。我们的结果表明,衰减的多孤子可以转换为Akhmediev呼吸通过一个明智的调制的频谱。随后,Akhmediev呼吸器的最大压缩脉冲训练可用于通过另一频谱调制建立稳健的呼吸传输。此外,还讨论了光谱调制强度对Akhmediev呼吸器激发和最大压缩脉冲训练传输的影响。
2020-04-10 nlin.PS physics.optics
Observation of Optical Solitons and Abnormal Modulation Instability in Liquid Crystals with Negative Dielectric Anisotropy
本文从理论和实验上研究了在外加电压作用下,具有负介电各向异性的垂直排列在$80μm$厚度平面盒中的液晶中光束的传输。预测了液晶的非局域非线性经历一个负非线性折射率系数的振荡响应函数。我们发现,振荡的非局域非线性可以支持稳定的亮孤子,这在实验中观察到。在一定的空间频率下,当增益系数为无穷大时,会出现反常的调制不稳定性,而不依赖于光束强度。在很低的光强($0.26W/cm^2$)下观察到液晶的调制不稳定性,当光束功率变化2-3个数量级时,最大增益频率保持不变。
2015-03-06 nlin.PS physics.optics
Gap solitons in grating superstructures
本文报道了周期调制布拉格光栅(BG)的一般模型中的间隙孤子(GS)的研究结果,其中包括BG啁啾或局部折射率的周期调制,以及局部反射率的周期变化。我们证明,虽然先前研究的反射率调制强烈地使所有孤子不稳定,但周期性啁啾调制是一种新的特征,它使一个新的双峰基本BG族稳定在负频率的侧带隙中(间隙No.-1),并使孤子稳定在中心带隙中(No. 0)。这两个孤子族表现出双稳态,在相等的能量值共存。此外,在带隙-1处的基态GSs对形成稳定的四峰束缚态。研究了孤子的自陷和迁移率。
2008-05-13 nlin.PS physics.optics
Induced soliton ejection from a continuous-wave source waveguided by an optical pulse-soliton train
已经建立了一段时间,高功率泵浦可以捕获同时在克尔型光学介质中传播的较低强度的探测光束,引起探测的聚焦,出现显示孤子特性的模式。为了理解这种自维持模式产生的机制,主要是交叉相位调制效应对多个时间脉冲捕获的谐波探针光谱的影响,同时考虑了由交叉相位调制项耦合的线性方程(探针)和非线性薛定谔方程(泵浦).一般来说,在交叉相位与自相位调制强度之比的任意值下,耦合探测-泵浦方程组并不完全容易处理。然而,对于这个比率的某些值,探测调制波矢量发展成$|n,l\textgreater$ { \it量子态},涉及$2n+1$孤子形状的本征函数,其光谱特性可以明确地表征。探测方程的解证明了自相位调制和交叉相位调制之间的竞争导致了宽带谱,当交叉相位调制耦合足够强时,可能出现准连续孤子模式。
2010-11-26 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.optics
Solitons as a signature of the modulation instability in the discrete nonlinear Schrodinger equation
研究了调制不稳定性对一维离散非线性薛定谔方程孤立波传播的影响。发展了一种自包含的准连续近似,导出了小振幅孤立波的封闭形式的表达式。非线性孤立波的存在是调制不稳定性的一个标志的概念被用来分析研究在传播过程中的孤子的不稳定性的影响。特别是,我们关注的不稳定性效应在黑暗的区域,其他分析方法作为标准的调制分析的平面波不提供任何信息的孤子。本文重新研究了高速孤子区域,发现在这个区域孤子不容易发生不稳定性。定义了自散焦不稳定性的解析上界。
2009-07-24 nlin.PS
Stability of solitons in time-modulated two-dimensional lattices
本文研究了在光晶格中加载的二维玻色-爱因斯坦凝聚体中的物质波孤子的稳定性,并对该凝聚体施加不同形式的周期时间调制。借助于变分近似和系统模拟研究了系统的稳定性。对于半无限间隙中的孤子,在吸引非线性的作用下,产生了定义明确的稳定模式,清楚地表现出共振频率的存在。几种时间调制格式的分析报告,包括准一维子晶格,其中建立的2D方形OL,和设置与异步调制的子晶格的同相调制的情况下。特别地,当两个子晶格的调制相移δ=π/2时,稳定性图没有得到改善,因为最初结构良好的稳定性模式变得模糊,并且在高调制频率下的稳定性大大降低。对于亚晶格的反相位调制(δ=π),得到了混合的结果,其中在低调制频率下发现了扩展的稳定区域,但在高调制频率下稳定性减弱。分析还进行了排斥非线性的情况下,在第一有限带隙的孤子。得出的结论是,即使可以找到稳定的区域,不同的稳定边界的间隙孤子不能清楚地确定。最后,还探讨了“正方形”和“菱形”涡旋孤子的稳定性(即,非现场中心和现场中心)。
2017-12-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Linear interference and systematic soliton shape modulation by engineering plane wave background and soliton parameters
本研究利用耦合Fokas-Lenells方程,通过线性叠加平面波与孤子解,分析了不同条件下的线性干涉轮廓,并探讨了双孤子与平面波的相互作用,为孤子控制及光学应用提供理论基础。
2023-11-02 nlin.PS nlin.SI
Modulational instability, solitons and beam propagation in spatially nonlocal nonlinear media
我们提出了一个概述的最新进展,在非线性介质中的光束的理解与空间非局域非线性响应。我们讨论了非局域性对平面波调制不稳定性、有限尺寸光束的坍缩以及空间孤子的形成和相互作用的影响。
2004-02-23 nlin.PS
Formation of bright solitons and soliton trains in a fermion-fermion mixture by modulational instability
本文采用含时平均场流体动力学模型,利用变分和数值方法研究了雪茄形几何中简并费米子-费米子混合体中亮孤子的产生。由于近距离内相同自旋极化费米子之间存在很强的Pauli阻塞排斥,因此在种间排斥相互作用中不可能出现亮孤子。采用线性稳定性分析,我们证明了稳定的孤子的形成,由于调制不稳定的恒定振幅的解决方案的模型方程足够有吸引力的种间相互作用。我们对这些孤子进行了数值稳定性分析,并通过将有效的种间相互作用从排斥性跳到吸引性来证明孤子串的形成。利用现有技术,可以在实验室中形成和研究这些费米孤子。
2007-02-14 cond-mat.other nlin.PS
Stationary nonlinear waves, superposition modes and modulational instability characteristics in the AB system
我们研究了地球物理流体中描述边缘不稳定斜压波包的AB系统和非线性光学中描述超短脉冲的AB系统。研究表明,在恒定背景下,呼吸子可以转化为不同类型的稳态非线性波,包括多峰孤子、M型孤子、W型孤子和周期波.我们还研究了这些波之间的非线性相互作用,由于孤子的非传播特性,这些波显示出一些新的模式:(1)两个反暗孤子可以产生一个W形孤子而不是一个高阶反暗孤子;(2)反暗孤子与W形孤子相互作用不仅可以产生高阶反暗孤子,而且可以形成一个W形孤子对,(3)振荡W型孤子与振荡M型孤子之间的相互作用呈现多峰结构。我们发现这种转变发生在低扰动频率区域的调制稳定区域。
2016-01-24 math-ph math.MP nlin.PS
Power and momentum dependent soliton dynamics in lattices with longitudinal modulation
采用相空间分析的有效粒子方法和直接数值模拟方法研究了各种纵向调制晶格中的孤子动力学。复杂的孤子动力学强烈依赖于它们的功率/宽度和它们的初始动量以及晶格参数。本文描述了一组在纵向均匀晶格中没有的孤立子传播的动力学特性。这套包括增强孤子迁移率,动态开关,在几个横向晶格周期的扩展捕获,准周期捕获,这是有前途的孤子控制应用的情况下。
2011-07-26 nlin.PS
Vector solitons in nonlinear lattices
本文研究了非线性系数周期调制介质中的双分量孤子。调制使得复杂的多峰矢量状态的存在。特别地,偶极分量和基波分量、偶极分量甚至双峰分量组成的矢量孤子存在并且可能是稳定的。由于与稳定的第二分量的耦合,不稳定的标量孤子族可以以矢量形式稳定化。
2009-10-27 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
Stabilization of bright solitons and vortex solitons in a trapless three-dimensional Bose-Einstein condensate by temporal modulation of the scattering length
利用平均场Gross-Pitaevskii方程的变分和数值解,我们证明了在无陷阱的三维吸引玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)中,仅通过利用费什巴赫共振对散射长度进行快速的周期性时间调制,就可以使亮孤子稳定.该方案还稳定了二维旋转涡旋孤子。除了在玻色-爱因斯坦凝聚中的实验应用外,本文的研究还表明,在沿传播方向具有变号非线性的层状克尔介质中,三维非线性光学的时空孤子也可以稳定。
2004-06-22 cond-mat.other cond-mat.soft nlin.PS
Modulational instability, solitons and periodic waves in models of quantum degenerate Boson-Fermion mixtures
本文研究了一个耦合非线性薛定谔方程组,它模拟了玻色子和费米子的量子简并混合体。我们分析了平面波的稳定性,给出了孤立子存在的精确条件,并以周期波的形式写出了显式解。我们还检查了以前在模型的数值模拟中观察到的孤子与我们的显式解完全对应,并观察了平面波如何不稳定形成周期波。
2005-12-09 nlin.PS
Optical characterization of chevron texture formation in nematic electroconvection
本文用偏光显微镜研究了双折射液晶电对流花样中的指向矢结构。这项研究受到Rossberg等人提出的理论的启发。(patt-sol/9701005)提出了人字形织构形成的机制。我们刻画了指向矢场的波矢调制和面内扭曲调制之间的关系。除了标准的光学设置外,还使用了圆形分析仪。研究结果提供了新的洞察方向和波矢量场的相互作用,导致的人字形纹理和波动的导电辊。我们的实验结果证实了理论预测。
1997-07-03 nlin.PS patt-sol
Stabilization of Spatial Solitons by Gain Diffusion
它示出,饱和增益的扩散(例如,在激光器中的粒子数反转的扩散)的原因,和/或增强所产生的光场的调制不稳定性。在亚临界系统的情况下(例如具有可饱和吸收体的激光器),调制不稳定性的增强使空间孤子稳定。这些预言是对一般非线性光学系统作出的,并通过对具有可饱和吸收体的激光器的数值模拟加以说明。
2000-01-28 nlin.PS physics.optics
Instabilities, solitons, and rogue waves in PT-coupled nonlinear waveguides
我们考虑了连续波背景的调制不稳定性,以及最近引入的线性耦合非线性薛定谔方程的奇偶时间(PT)对称系统中确定性流氓波的产生和演化,该系统描述了其芯中具有相互平衡的增益和损耗的克尔非线性光耦合器。除了线性耦合外,重叠芯还通过交叉相位调制项耦合。虽然流氓波,建立根据模式的游隼孤子,是(很自然)不稳定的,我们证明了聚焦交叉相位调制相互作用的结果,在他们的部分稳定。对于PT对称和反对称亮孤子,也找到了稳定区域,在一个精确的解析形式,并通过直接模拟验证。
2013-04-27 nlin.PS physics.optics
Stabilization of multi-beam necklace solitons in circular arrays with spatially modulated nonlinearity
研究了非线性和线性折射率异相调制圆波导阵列支持的项链孤子。这样的二维项链孤子表现为多个异相亮斑的环。我们发现,项链孤子是稳定的,如果他们的峰值强度是低或中等,稳定的域随着非线性调制深度的增加而缩小。然而,我们发现,稳定域扩大与项链点的数量增加。
2009-10-15 nlin.PS physics.optics
Enhanced soliton transport in quasi-periodic lattices with short-range aperiodicity
研究了多个调制频率描述的准周期结构中的线性传输和非线性孤子输运。我们发现,在混合频率共振的共振散射限制了传输效率的本地化波包,导致辐射和可能的捕获孤子。我们得到了一个明确的解析表达式的最佳准周期晶格配置文件,其中额外的非周期调制抑制混合频率共振,导致孤子迁移率的显着增强。我们的结果可应用于光子波导结构的设计,以及原子玻色-爱因斯坦凝聚体的磁微阱阵列的设计。
2005-07-14 nlin.PS physics.optics
Spontaneous soliton formation and modulational instability in Bose-Einstein condensates
研究了轴对称简谐势阱中细长吸引玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学行为。结果表明,由凝聚体序参量自干涉引起的密度条纹是调制不稳定性的种子。后者具有不同于非线性纤维光学已知的通常均匀情况的新特征。在解释第一个物质波亮孤子训练[Strecker { \it et al.} Nature { \bf 417} 150(2002)]中所述。结果表明,在不同的时间尺度上,热原子的初始横向坍缩和随后由孤子-孤子相互作用引起的二次坍缩会产生爆。
2003-12-23 cond-mat.soft nlin.PS
Linear superpositions of gap solitons in periodic Kerr media
首次证明了在周期克尔介质中存在一种新的孤子,这种孤子是由不同种类(亮、暗和周期)的无相互作用的间隙孤子叠加而成的。利用非线性的周期性调制来抑制元件间的交叉相位调制,使叠加光束能够长距离传输。
2011-07-08 cond-mat.other nlin.PS physics.optics
Formation of matter-wave soliton trains by modulational instability
非线性系统可以表现出丰富的动态集合,这些动态集合对它们的初始条件具有固有的敏感性。一个这样的例子是调制不稳定性,它被认为是自然界中最普遍的不稳定性之一。利用费什巴赫共振的浅零交叉,我们描述了调制不稳定性及其在玻色-爱因斯坦凝聚体中形成物质波孤子串的作用。我们研究了系统所表现出的普遍标度律,并通过实时成像,解决了一个长期存在的问题,即列车中的孤子是否是通过有效的排斥最近邻相互作用产生的,或者更确切地说,演变成这样的结构。
2017-04-11 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Multimode resonance transition to collapsed snaking in normal dispersion Kerr resonators: Bright versus dark solitons
本文研究正常色散Kerr腔中相位调制诱导的多模共振如何促进高阶亮孤子形成,并揭示随势强度减小亮孤子向暗孤子转变对应于多模共振向塌缩蛇形分岔结构的演化,为访问多稳态提供新途径。
2023-07-11 nlin.PS physics.optics
Dark solitons, modulation instability and breathers in a chain of weakly non-linear oscillators with cyclic symmetry
在航空航天工业中,轻质结构的趋势以及由此产生的复杂动态行为目前对振动工程师提出了挑战。在许多情况下,这些轻质结构偏离线性行为,并且可以预期复杂的非线性现象。我们考虑一个循环对称的弱非线性无阻尼振子耦合系统,可以被认为是一个极小模型,为不同的循环和对称的航空航天结构经历大变形。重点是局部振动所产生的波包络调制的行波。在近似非线性演化方程的离焦参数范围内,证明了暗孤子的存在性,并讨论了暗孤子的特性。对于聚焦参数范围,我们解释了调制不稳定性,并说明了相应的非线性呼吸动力学。此外,我们发现,对于较强的非线性或随机性的初始条件下,瞬态呼吸型动力学和衰减到明亮的孤子出现。研究结果表明,显着的振动局部化可能会出现由于非线性调制动力学机制。
2017-04-03 nlin.PS
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
Bright and Dark Solitons on the Surface of Finite-Depth Fluid Below the Modulation Instability Threshold
本文利用所导出的高阶非线性薛定谔方程(NLSE)模拟了有限深度流体表面窄谱慢调制波列的演化。这个方程是著名的戴斯特方程的有限深度对应物,戴斯特方程通常用于无限深度的情况下的相同目的。我们证明,这个广义方程承认明亮的孤子解的深度低于调制不稳定性阈值$kh\approx 1.363$($k$是载波数和$h$未受干扰的流体深度),这是不可能的情况下,标准的NLSE。这些亮孤子可以与最近在水波箱中观察到的暗孤子一起存在[Phys. Rev. Lett. 110,124101(2013)]。
2015-01-27 math-ph math.MP nlin.PS
Thermally-induced nonlinear spatial shaping of infrared femtosecond pulses in nematic liquid crystals
通过红外脉冲飞秒激光器(m)的ITO涂层的弱光吸收,证明了在无源液晶(E7)盒中的光致热非线性效应。产生强的空间自相位调制,从而在远场观察到多环图案。非线性的符号根据激光偏振而改变。的折射率和温度梯度测量作为激光强度的函数,我们观察到,温度可以增加接近的双相变。该工艺的保真度和稳定性为空间成形器件开辟了新的前景,并为基于超快液晶的电光应用限定了工作波长范围。
2019-09-28 nlin.PS physics.optics
Bright solitons in defocusing media with spatial modulation of the quintic nonlinearity
最近的研究表明,具有立方非线性的自散焦(SDF)介质,其局部系数从中心到外围足够快地增长,可以支持稳定的亮孤子,而不需要使用任何线性势。我们的目标是测试的通用性,这种机制的其他非线性,通过将其应用到一个和两个维(1D和2D)的五次SDF媒体。该模型可以在光学中实现(特别是在纳米粒子的胶体悬浮液中),并且1D模型可以应用于超冷玻色子的Tonks-Girardeau气体的描述。在1D中,非线性调制函数取为$% g_{0}+\sinh ^{2}(βx) $。该模型承认基本孤子的精确解的一个子族。一般\孤子解构造的数值形式,也通过的T-Fermi和变分近似(TFA和VA)。特别是,提出了一种新的分析的VA,在“提高$\mathrm{sech}$“的形式,它提供了一个基本上更好的精度比通常的高斯分析。所有的基本(无节点)一维孤子的稳定性建立通过计算相应的特征值的小扰动,也验证了直接模拟。具有两个节点的高阶一维孤子具有有限的稳定区域,所有具有两个以上节点的模式都是不稳定的。结果表明,最近提出的SDF非线性系统中基亮孤子的“反VK”稳定性判据在此也成立。特别是精确的解决方案,以及产生的二维孤子。
2012-09-04 nlin.PS physics.optics quant-ph
The effect of the fifth-order nonlinearity on the existence of bright solitons below the modulation instability threshold
本文分析了三种不同的高阶非线性薛定谔方程(HONLSE)模型,它们在文献中被用来描述理想有限深度流体表面上慢调制重力波的演化。我们证明,列入五阶非线性项的HONLSE模型只介绍了一个小的修正没有这个术语获得的明亮HONLSE孤子解的振幅。在这种更一般的情况下,这种孤子解表现为准孤子。
2015-11-11 math-ph math.MP nlin.PS
Dark-dark solitons and modulational instability in miscible, two-component Bose-Einstein condensates
研究了两种可互溶超流体在窄通道中快速逆流时的动力学行为。超流体是由两个可区分的成分的被困稀释气体玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC)。整个云的逆流诱导调制不稳定性的发病观察,并示出导致暗-暗矢量孤子的增殖。这些孤子,我们观察到的第一次在BEC中,不存在于单组分系统,表现出有趣的跳动动力学,并可以经历一个横向不稳定性,导致涡线结构。实验结果和多维数值模拟。
2011-07-28 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Rogue waves, rational solitons, and modulational instability in an integrable fifth-order nonlinear Schroedinger equation
研究了一类含三个自由参数的可积五阶非线性薛定谔(FONLS)方程的Rogue波(RW)解和有理孤子。它包括,作为特殊情况下,通常的NLS,广田,和Lakshmanan-Porsezian-Daniel(LPD)方程。我们提出了连续波(CW)的解决方案和条件,其调制不稳定性在这个模型的框架。将达布变换应用于CW输入,解析地得到了FONLS方程的一阶和二阶RW解,特别是用解析和数值方法得到了一阶和二阶RW轮廓的峰和凹的运动轨迹.解决方案还包括新发现的合理和W形的一个和两个孤子模式。结果预测了非线性纤维光学和其他物理相关的可积系统的扩展模型中相应的动力学现象。
2015-09-19 math-ph math.MP nlin.PS
Exact soliton solutions and nonlinear modulation instability in spinor Bose-Einstein condensates
我们发现,一个旋量(三分量)模型的玻色-爱因斯坦凝聚体(BEC),基于一个系统的三个非线性耦合的Gross-Pitaevskii方程的一般(不可积)模型的极性和铁磁(FM)类型的一个,两个和三个组件的孤子。孤子的稳定性进行了研究,通过直接模拟,并在一部分,解析,使用线性化方程的小扰动。利用能量比较的方法研究了孤子的全局稳定性。其结果是,FM和极性类型的基态和亚稳态孤子状态被识别。对于模型的特殊可积形式,我们发展了达布变换(DT)。作为DT的一个应用,获得的解析解,显示完整的非线性演化的调制不稳定性(MI)的连续波(CW)状态种子的一个小的空间周期性扰动。此外,通过直接模拟,我们证明了在可积系统中发现的极性和FM型孤子都是结构稳定的,即,它们在相关非线性系数随时间的随机变化下是鲁棒的。
2006-03-12 nlin.PS
Anisotropic Subdiffractive Solitons
研究了具有时空调制的二维非线性离焦薛定谔方程中的孤子。空间调制是由于一个正方形的晶格;所产生的宏观衍射是旋转对称的长波长限制,但成为各向异性的较短的波长。在原始非线性薛定谔模型及其平均振幅方程中得到了各向异性孤子--具有平方(x,y)几何形状的孤子。
2011-10-05 nlin.PS