Stabilization of Spatiotemporal Dissipative Solitons in Multimode Fiber Lasers by External Phase Modulation
在这项工作中，我们介绍了一种稳定时空孤子的方法。这些孤子对应于多模光纤激光器中的光弹、能量可伸缩的波导振荡器和放大器、玻色-爱因斯坦凝聚体中的局域相干图样等。我们证明了由空间横向（径向）抛物线梯度折射率和耗散分布形成的三维限制势，结合二次时间相位调制，可以允许产生稳定的时空耗散孤子。这对应于将相位锁模与分布式克尔透镜锁模相结合。我们的孤子特性和稳定性的研究是基于广义耗散Gross-Pitaevskii方程的解析解和数值解。这种方法可以导致在多模光纤激光器、波导振荡器和弱耗散玻色-爱因斯坦凝聚体中形成的相干时空光束结构中获得更高的能量（或凝聚体质量）。
2022-08-11 nlin.PS physics.optics
Spatiotemporal solitons in dispersion-managed multimode fibers
提出了多模光纤中三维孤子的色散管理方案。它是由抛物型封闭势结合立方自聚焦作用在横向平面。DM图采用异常和正常群速度色散交替段的形式。以前，时间DM孤子在单模光纤中进行了详细的研究，和一些解决方案的二维时空“光子弹”，DM稳定，被发现在一个平面波导模型。通过数值计算，我们证明了三维时空孤子的稳定性由通常的DM强度参数$S$决定：在$ S<S_{0}\approx 0.93$处是准稳定的，在$S>S_{0}$处是完全稳定的.构造了稳定的涡旋孤子。我们还考虑了三维孤子之间的碰撞，在轴向和横向方向。相互作用是准弹性的，包括在横向平面中执行穿梭运动的孤子之间的周期性碰撞。
2020-11-10 nlin.PS physics.optics
Real-Time Visualization of the Spatiotemporal Dynamics of 3D Solitons
State Key Laboratory of Information Photonics and Optical Communications, School of Electronic Engineering, Beijing University of Posts and Telecommunications（北京邮电大学电子工程学院信息光子学与光通信国家重点实验室）
通过高速光电探测器结合空分和时分复用技术，实现了三维孤子动力学的长期实时可视化，并观察到孤子诞生过程中多模光束先稳定后频谱展宽的现象。
2026-06-12 nlin.PS physics.optics
Distributed Kerr-Lens Mode-Locking Based on Spatiotemporal Dissipative Solitons in Multimode Fiber Lasers
介绍了多模光纤激光器中稳定时空孤子的形成机制。这是基于空间梯度耗散，导致分布式克尔透镜锁模。我们的分析涉及广义耗散Gross-Pitaevskii方程的解决方案。该方程在非线性物理学中有广泛的应用，包括非线性光学、时空图案形成、等离子体动力学和玻色-爱因斯坦凝聚体。我们证明，耗散和非耗散物理机制的精心控制的结果在稳定的（2+1）维耗散孤子的自出现。实现这样一种状态并不需要任何额外的耗散非线性的存在，如激光器中的锁模器，或玻色-爱因斯坦凝聚体中的非弹性散射。我们的方法允许通过相干局域结构（例如超短激光脉冲或玻色-爱因斯坦凝聚体）获得稳定的能量（或“质量”）。
2020-07-10 nlin.PS physics.optics
Diffractive resonant radiation emitted by spatial solitons in waveguide arrays: towards a spatiotemporal supercontinuum generation
本文对克尔非线性波导阵列中空间孤子产生的衍射共振辐射进行了解析和数值研究。导出了孤子与辐射之间的相位匹配条件，并与直接脉冲传输模拟结果进行了比较。由于布里渊区的折叠色散导致一个奇特的反常孤子反冲，我们详细描述。施加在阵列上的线性电势产生光纤中拉曼自频移的模拟，现在仅应用于波数。我们证明，它是可能的，以模仿密切的时间光纤动力学，揭示了新的影响波数超连续谱的产生和“孤子自波数位移”的补偿所发射的衍射辐射。这项工作为设计独特的光学器件铺平了道路，这些器件可以产生具有可控方向性的光谱宽超连续谱。
2012-10-18 nlin.PS physics.optics
Pure quartic three-dimensional spatiotemporal Kerr solitons
该研究针对抛物线折射率波导中的三维时空孤子稳定问题，结合变分法与三维数值模拟，发现纯四次色散可拓宽孤子稳定的能量范围，抑制时空波坍塌。
2023-06-09 nlin.PS
Dissipative spatiotemporal soliton in a driven waveguide laser
本文提出通过泵浦光空间整形在波导激光器中产生耗散时空孤子，并利用慢时间调制结合动态增益饱和实现宽参数范围稳定，且该方法可类比推广至弱耗散玻色-爱因斯坦凝聚体的稳定。
2024-08-12 nlin.PS physics.optics
Spatiotemporal vortex solitons in hexagonal arrays of waveguides
通过系统的数值分析，我们证明了具有立方自聚焦非线性的平行线耦合波导六角晶格可以产生三种稳定的半离散复合体（在纵向上是连续的），嵌入涡量S：S=1的三角形模，S=2的六边形模，两者都以空的中心核为中心，以及S=1的紧凑三角形，其不包括空的位置。研究了稳定三角涡之间的碰撞。这些波导晶格可以在光学和BEC中实现。
2011-05-29 nlin.PS physics.optics
Spatiotemporal discrete multicolor solitons
我们在二次非线性波导阵列中发现了各种二维时空孤子族。非交错奇，偶和扭曲的固定解决方案的家庭彻底的特点和他们的稳定性对扰动进行了研究。我们发现，扭转和偶解显示不稳定性，而大多数奇孤子显示出显着的稳定性演化。
2004-10-24 nlin.PS
Spatiotemporally localized solitons in resonantly absorbing Bragg reflectors
我们预测了在二维自诱导透明介质中存在时空孤子（“光子弹”）。“子弹”被发现在一个近似的分析形式，其稳定性被证实直接模拟。这些发现为信号传输控制和光的自陷提供了新的可能性。
2000-07-03 nlin.PS
Internal modes of sine-Gordon solitons in the presence of spatiotemporal perturbations
研究了受时空外力扰动的sine-Gordon孤子的动力学行为。本文证明了在非均匀空间相关外力作用下，sine-Gordon孤子存在内模（形状模），并给出了一定的条件.附加的周期性时变力可以维持孤子宽度的振荡。我们发现，在某些情况下，内模甚至可以变得不稳定，导致孤子衰减成一个反孤子和两个孤子。一般来说，在时空力的存在下，孤子表现为可变形（非刚性）物体。在非均匀性阵列中运动的孤子也可以呈现其宽度的持续振荡。有一些非常重要的现象（如孤子-反孤子碰撞），其中内部模式的存在起着至关重要的作用。
2002-05-17 nlin.PS
Three-dimensional spatiotemporal optical solitons in nonlocal nonlinear media
证明了在非局域立方非线性介质中存在稳定的三维时空孤子。基本（nonspinning）STS形成一个参数的家庭是稳定的，如果他们的传播常数超过一定的临界值，这是成反比的非线性响应的非局部性的范围。所有的旋转三维STS被发现是不稳定的。
2006-01-26 nlin.PS
Commentary (invited update) to article "Spatiotemporal optical solitons", by B. A. Malomed, D. Mihalache, F. Wise, and L. Torner, J. Opt. B: Quantum Semiclass. Opt. 7, R53-R72 (2005)
这是一个简短的更新的主题所涵盖的评论文章，其目的是简要调查的多维孤子的理论和实验研究的进展，因为出版的评论。这篇评论被邀请作为原始评论文章的补充，该评论文章将在庆祝《物理学杂志B》50周年的电子书中重印（包括《光学杂志B：量子和半经典光学》）。
2016-03-15 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Dynamics of three-dimensional spatiotemporal solitons in multimode waveguides
本文研究抛物线型多模波导中三维时空孤子的稳定性，结合 Ritz 变分法与数值模拟，揭示自聚焦时高能孤子塌缩及自散焦时高能复杂动力学。
2023-04-18 nlin.PS
Spatiotemporal two-dimensional solitons in the complex Ginzburg-Landau equation
本文研究了具有三次和五次非线性项的二维复Ginzburg-Landau方程的时空孤子，其中包含了时空变量之间的不对称性。2D CCQGLE通过强大的傅立叶谱方法求解，即，傅立叶空间离散化和时间差分的显式方案。通过改变系统的参数和不同的初始条件，数值模拟显示了具有非常独特的性质的稳态、脉动和爆炸形式的2D孤子。对于某些区域的参数，我们还发现了稳定的相干结构的形式的自旋（涡旋）孤子存在的结果之间的竞争的聚焦非线性和传播，而通过介质。
2013-09-27 nlin.PS
Stable spatiotemporal solitons in Bessel optical lattices
研究了自聚焦介质中圆柱贝塞尔晶格支撑的三维孤子的存在性和稳定性。如果晶格强度超过一个阈值，我们显示数值，并使用变分近似，孤子是稳定的，在一个或两个区间内的值，他们的规范。在后一种情况下，Hamiltonian-vs.范数图具有“燕尾”形状，具有三个尖点。该模型适用于玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）和光学介质的饱和非线性，提出了新的方法，使稳定的三维BEC孤子和“轻子弹”的任意大小。
2005-06-06 nlin.PS
Stable spinning optical solitons in three dimensions
本文研究了具有三次聚焦和五次散焦非线性项的三维非线性薛定谔方程的时空自旋孤子（涡环）。首次发现了完全稳定的时空涡旋孤子。一个普遍的结论是，稳定的自旋孤子是可能的聚焦和散焦非线性之间的竞争的结果。
2002-01-16 nlin.PS
Spatiotemporal chaotic dynamics of solitons with internal structure in the presence of finite-width inhomogeneities
本文对非均匀介质中的Klein-Gordon扭结孤子动力学进行了分析和数值研究。特别是，我们研究了一个外场，几乎是恒定的整个系统，但改变其符号的坐标中心和有限宽度的本地化杂质。类Klein-Gordon方程的孤立子解通常被视为无结构的点状粒子。当考虑孤子的扩展特性时，更丰富的动力学被揭示出来。我们发现，有趣的时空现象时，出现的孤子的结构与有限宽度的不均匀性相互作用。我们解决了一个反问题，以便有外部扰动，这是通用的和拓扑等价的著名的分歧模型，这样的稳定性问题可以得到准确的解决。我们还显示了不同的准周期和混沌运动的孤子经历作为一个依赖于时间的力泵能量到translational模式的扭结和这些动态与激发的孤子的形状模式。
1999-04-06 nlin.PS patt-sol
Controlled non-autonomous matter-wave solitons in spinor Bose-Einstein condensates with spatiotemporal modulation
为了研究时空调制旋量玻色-爱因斯坦凝聚体中非自治物质波孤子的受控演化，我们研究了具有时空相关的外部势和时间调制的增益/损耗分布的三个耦合Gross-Pitaevskii（GP）方程组.得到了耦合GP方程的可积性条件和非等谱拉克斯对。使用它，我们得到了一个无限的动力学不变量，其中前两个是质量和动量。达布变换用于生成单孤立子和双孤立子解。在不同的外势和增益/损耗分布作用下，得到了铁磁型和极性型受控非自治物质波孤子的各种解，如自压缩孤子、蛇形孤子、阶梯孤子和呼吸子等.特别是，形成类似流氓波的状态下，一个符号可逆的增益-损失分布的作用下，也被证明。研究了两个非自治物质波孤子与孤子束缚态之间的保形和变形相互作用。在这种情况下，自旋翻转出现在极性-铁磁相互作用中。通过对非自治物质波孤子扰动演化过程的系统模拟，验证了其稳定性。
2023-02-08 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Variational approach vs accessible soliton approximation in nonlocal nonlinear media
本文讨论了在高度非局域非线性介质中孤子的变分近似和可达孤子近似之间的差别。我们通过考虑在相同的空间区域中，在相同的边界条件下的相同的方程组来比较这两种近似的结果。我们还比较了这些近似与方程的数值解。我们发现，变分高度非局域近似提供了更准确的结果，因此是更合适的解决方案比可访问的孤子近似。可访问的孤子模型在处理高度非局域非线性介质中提供了一个彻底的简化，易于理解和方便的平行量子谐振子，但有一个沉重的代价：系统的数值与数值结果的差异高达100%。
2013-11-28 nlin.PS
Spatiotemporal engineering of matter-wave solitons in Bose-Einstein condensates
自玻色-爱因斯坦凝聚体（BEC）在光学势中实现以来，人们对BEC物质波的物质波孤子、相干结构、调制不稳定性和非线性激发进行了深入的实验和理论研究，使其成为非线性物理和软凝聚态物理的重要研究对象。非线性薛定谔（NLS）方程（又称Gross-Pitaevskii（GP）方程）提供了描述各种非线性介质的普适模型。在许多情况下，非平凡的孤子和相干结构，不存在或不稳定的自由空间，可以创建或稳定的各种管理技术，这是表示为NLS和GP方程的时空系数在前面的线性或非线性项。发展这一方向的研究在各种设置，有效的计划时空调制系数的NLS/GP方程已被设计成工程师所需的强大的非线性模式。这一方向和相关方向是本次审查的主要议题。一个广泛而重要的主题是通过结合时间或空间调制的非线性强度和随时间变化的捕获势的BEC中的一维孤子的创建和控制。这一主题的一个重要分支是连续波状态的MI的解析和数值分析，以及MI的非线性发展的控制。除此之外，该综述还包括一些不直接包括时空调制，但解决物理上的重要现象，表现出类似的孤子动力学的主题。它们是：二元BEC中的孤子运动，旋量BEC中的三分量孤子，以及自旋-轨道耦合作用下的二分量孤子动力学。
2020-11-03 nlin.CD nlin.PS physics.app-ph
A refined empirical stability criterion for nonlinear Schroedinger solitons under spatiotemporal forcing
University of Cape Town（开普敦大学）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
本文针对三次NLS方程在时空强迫下的行进振荡孤子，提出并验证了一个基于稳定性曲线负斜率判定的精细稳定性判据，并利用相图分析揭示了孤子不稳定性的旋转方向条件。
2011-06-28 math-ph math.DS math.MP
Controlling soliton explosions
研究了具有非线性阻尼和时空扰动的广义Klein-Gordon方程中孤子的动力学行为。我们将介绍孤子爆炸的不同机制。我们表明（解析和数值），一些空间相关的扰动或非线性阻尼可以使孤子内模不稳定，导致孤子爆炸。我们将证明，在某些情况下，当满足某些条件时，孤子爆炸成为一个永久的，极其复杂的时空动力学。我们相信，这些机制可以解释一些现象，最近已被报道发生在兴奋的媒体。提出了一种控制孤子爆炸的方法。
2005-02-16 nlin.AO nlin.PS
Stable three-dimensional spinning optical solitons supported by competing quadratic and cubic nonlinearities
我们表明，在一个散装色散介质中的基波和二次谐波的二次相互作用，结合自散焦立方非线性，产生完全本地化的时空孤子（涡环）与涡度S=1。这些孤子的存在不需要阈值。当能量超过某个临界值时，它们对小扰动是稳定的，稳定区域约占孤子存在区域的10%。我们还证明了s=1的孤子是稳定的，对非常强的扰动最初添加到他们。然而，与相同模型中的空间涡旋孤子相反，s=2的时空孤子是不稳定的。
2002-06-07 nlin.PS
Accessible Light Bullets via synergetic nonlinearities
我们介绍了一种新形式的稳定的时空自陷光包源于本地和非本地非线性的相互作用。脉冲自陷光束在介质中的电子和分子的非线性响应，以证明空间和时间的影响可以解耦，允许独立的调谐。数值计算表明，（3+1）维轻弹和反弹，即。e.在实验可行的条件下，在重取向介质中可以产生嵌入稳定的（2+1）维非局域空间孤子中的亮、暗时间孤子。
2009-03-27 nlin.PS physics.optics
Event Soliton Formation in Mixed Energy-Momentum Gaps of Nonlinear Spacetime Crystals
本研究在非线性光子时空晶体中发现新型事件孤子，其源于时空调制产生的混合频率-波矢带隙与Kerr非线性的平衡，提出新偏微分方程并经数值模拟验证，为时空晶体的基础研究与实验实现开辟新方向。
2025-03-20 cond-mat.mtrl-sci math-ph math.MP
Spatiotemporal solitary modes in a twisted cylinder waveguide pipe with the self-focusing Kerr nonlinearity
研究了自聚焦克尔非线性作用下空心扭曲圆柱波导管中的时空孤波。在第一转动布里渊区中发现了三种常见的孤立子模，一种属于零谐波（0H），另外两种属于一次谐波（1H）。0H孤子模可以称为准一维时间孤子。它们的特性仅取决于能量流。1H孤波模可以称为准二维子弹，其宽度比波导的角域窄得多。与0H模相比，1H孤立模的特性取决于它们的能量流和波导的旋转速度。数值计算表明，当能量流小于\emph{Townes soliton}的阈值范数时，1H孤波模是稳定的。通过双模近似的分析，预测了这两类孤立波的边界。这一预测与数值结果是一致的。我们还分析表明，该系统的1H孤波模可以应用于模拟与一维Rashba自旋轨道（SO）耦合的光学孤波模的非线性动力学。通过SO耦合机制，在此条件下发现了1H孤模的两种简并态：半偶极模和混合模。文中还讨论了这两类孤立子模对之间的碰撞。当两个模的总能流小于或接近\emph{Townes soliton}的阈值范数时，0H孤立模对只表现出弹性碰撞，而1H孤立模对则表现出弹性和非弹性碰撞.
2017-12-10 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
Extreme events induced by collisions in a forced semiconductor laser
报道了腔长为1~m的光驱动多模半导体激光器的实验研究。我们观察到的时空制度，实时测量显示非常高的强度峰值的激光场。这种制度，它与锁定状态和稳定的相位孤子共存，其特征在于出现极端事件，产生一个重尾统计的概率密度函数。我们解释的极端事件与相反的手征时空结构的碰撞。对半导体激光器模型的数值模拟显示了非常相似的动力学行为，证实了我们的证据，并证实了相位孤子与具有不同相位旋转的瞬态结构之间的碰撞等相互作用的描述。
2018-01-17 nlin.PS
The linearly damped nonlinear Schrödinger equation with localized driving: spatiotemporal decay estimates and the emergence of extreme wave events
我们证明了时空代数衰减估计的线性阻尼非线性薛定谔方程与本地化驱动的解决方案的密度，补充消失的边界条件时。他们的推导是通过一个计划，其中包括适当的加权Sobolev空间和时间加权能量方法。数值模拟检查动力学（在存在驱动器类型和驱动幅度/线性损失机制的物理相关示例的情况下），证明建议的衰减率在描述解的瞬态动力学时是相关的，在其衰减之前：它们支持具有代数时空局部化的波形的出现（让人联想到的Peregrine孤子）作为动力学的第一事件，但也有效地捕捉时空渐近的数值解。
2019-12-09 math-ph math.MP nlin.PS
Self-Organized Stabilization of Straight Dark Solitons in Stripe Supersolids
University of Electro-Communications（电气通信大学）
理论证明准二维偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的各向异性长程相互作用可稳定直线暗孤子，条纹超固体序增强钉扎并抑制横向不稳定性。
2026-06-25 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.atom-ph
Optical creation of dark-bright soliton lattices in one-dimensional multicomponent Bose-Einstein condensates
Institute of Theoretical Physics and Astronomy, Faculty of Physics, Vilnius University（维尔纽斯大学物理学院理论物理与天文研究所）；Quantum Systems Unit, Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University（冲绳科学技术大学院大学量子系统单元）；Department of Mathematics and Statistics, University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校数学与统计学系）；Department of Physics, University of Massachusetts Amherst（马萨诸塞大学阿默斯特分校物理系）；Department of Mechanical Engineering, Seoul National University（首尔国立大学机械工程系）
研究提出了一种实验可行的方法，用于在原子玻色-爱因斯坦凝聚体中可控地生成暗-亮孤子和孤子晶格，通过Λ耦合三能级系统暗态预置，数值模拟显示孤子可长时间存在，而晶格稳定性取决于散射长度。
2026-09-09 cond-mat.quant-gas nlin.PS
Light Bullet Modes in Self-Induced-Transparency Media with Refractive Index Modulation
我们预测了一种新型的时空孤子（“光子弹”）的存在，在二维自诱导透明介质的折射率调制的方向上的脉冲传播。这些自定位导模被发现在一个近似的解析形式，它们的存在和稳定性被证实的数值模拟，并可能具有有利的性能信号传输。
2001-08-14 nlin.PS
Polarization-dependent chiral transport and chiral solitons in spin Kitaev models
本文提出构建自旋Kitaev模型的方案，通过自旋交换相互作用与Floquet脉冲结合，揭示依赖极化的手性输运及孤子特性，为弯曲空间输运模拟与多领域应用开辟新路径。
2025-08-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas cond-mat.str-el
