Sub two-cycle soliton-effect pulse compression at 800 nm in Photonic Crystal Fibers
数值研究了超短激光脉冲在光子晶体光纤中孤子自压缩到少周期的可能性。我们表明，有效的子两个周期的时间压缩纳焦耳级800 nm的脉冲可以通过采用短（通常为5毫米长）的市售光子晶体光纤和脉冲持续时间约100 fs，无论初始线性啁啾，而不需要额外的色散补偿技术。我们设想应用于新一代紧凑且高效的亚二周期激光脉冲源。
2006-10-27 physics.optics
Stability of out-of-phase solitons and laser pulse self-compression in active multi-core fibers
研究了多芯光纤（MCF）中偶数个纤芯形成的环中的波场的异相孤子分布。它的稳定性被证明相对于小波场扰动，包括方位角的和小变形的MCF结构。作为应用这种孤子分布的一个例子，研究了有源MCF中的激光脉冲压缩问题。得到了最佳光纤参数、最小输出脉冲宽度和压缩长度，与数值模拟结果吻合较好。为了在输出激光脉冲中实现高能量，确定了对MCF变形的要求。
2019-09-11 physics.optics
Broadband Dispersive-Wave Emission Coupled with Two-Stage Soliton Self-Compression in Gas-Filled Anti-Resonant Hollow-Core Fibers
本文研究了充气反谐振空芯光纤中宽带色散波发射机制，发现高阶孤子经历两阶段脉冲压缩，结合孤子-等离子体相互作用和相位匹配，形成多峰色散波光谱，输出可压缩至30 fs以下。
2023-07-30 physics.optics
High-energy pulse self-compression and ultraviolet generation through soliton dynamics in hollow capillary fibres
光孤子动力学可以导致传输光脉冲的时间和光谱形状的极端变化。它们在玻璃芯光纤中以高达千瓦的峰值功率发生，而在充气微结构空芯光纤中以千兆瓦的水平发生。在这里，我们展示了大芯空心毛细管光纤中的光孤子动力学。这使得能够将孤子效应按几个数量级缩放到多mJ能量和太瓦峰值功率水平。我们实验证明了两个关键的孤子效应。首先，我们观察到自压缩到子周期脉冲，并推断亚飞秒场波形的产生-高功率光学阿秒脉冲产生的途径。其次，我们利用共振色散波发射技术在真空和深紫外（110 nm ~ 400 nm）波段有效地产生了连续可调谐的高能量（1 ~ 16 $μ$ J）脉冲，这些结果有望成为新一代用于超快强场物理和先进光谱学的台式光源的基础。
2020-05-21 physics.optics
CEP-stable soliton-based pulse compression to 4.4 fs and UV generation at 800 kHz repetition rate
我们报告产生的飞秒超连续光谱从紫外到近红外和检测其载波包络相位变化的f到2f干涉。该光谱是在充气空芯光子晶体光纤中产生的，其中孤子动力学允许在800 nm处的OPCPA泵浦脉冲的CEP稳定的自压缩到1.7个光周期的持续时间，随后是色散波发射。该源在800 kHz重复率下提供高达1 μJ的脉冲能量，从而产生0.8 W的平均功率，并且可以在例如强场物理、泵浦探测测量和紫外频率梳计量中非常有用。
2019-09-11 physics.optics
Clean few-cycle blue soliton self-compressed pulses generation in hollow-core fibers
本文通过结合宽带倍频、多板连续谱后压缩与空芯光纤蓝色孤子自压缩，实验实现了4.4 fs清洁蓝色少周期脉冲，并展示了该方案在色散控制、效率和简化结构方面的三重优势。
2025-08-27 physics.optics
Scaling laws for soliton pulse compression by cascaded quadratic nonlinearities
研究了体二次非线性介质中基于相位失配二次谐波产生（\textit{i.e.}，级联二次非线性）的超短脉冲孤子压缩。给出了包含高阶非线性项的时域单周期传播方程。二次（SHG）和立方（克尔）非线性之间的平衡起着至关重要的作用：我们定义了一个有效的孤子数-SHG和克尔孤子数之间的差异相关-并表明，它必须大于单位成功的脉冲压缩发生。这要求相位失配低于临界水平，该临界水平在二次非线性超过三次克尔非线性占主导地位的材料中是高的。通过大量的数值模拟，我们发现无量纲标度律，表示通过有效孤子数，控制的压缩脉冲的行为。这些法律在固定制度，其中群速度失配的影响是小的，他们是类似的光纤孤子压缩机所观察到的。数值模拟结果表明，在适当的波长下，$β$ -硼酸钡晶体可以获得低于两个光周期的干净压缩脉冲，甚至对于皮秒输入脉冲也是如此。
2007-08-20 physics.optics
Soliton self-compression and resonant dispersive wave emission in higher-order modes of a hollow capillary fibre
本文研究了充气中空毛细管光纤中高阶模的孤子自压缩和紫外共振色散波发射。我们简单的分析缩放规则预测较短的所需波导和不同的能量尺度时，从基本的高阶模式。在实验上，我们证明孤子自压缩和紫外色散波发射的双瓣LP $_{11}$模式的充氩空心毛细管光纤，我们激发耦合到光纤倾斜入射。我们观察到紫外色散波的产生，这是频移和更窄带相比，由于较强的模式色散的基模产生，和色散波和泵浦脉冲之间的超连续谱的抑制。通过数值模拟，我们证实了我们的标度规则的预测，并发现使用高阶模式可以抑制光电离和等离子体效应，即使允许更高的脉冲能量用于自压缩过程。我们的研究结果增加了另一个自由度的空心波导系统的设计，产生子周期场瞬态和可调谐的超短激光脉冲。
2021-12-01 physics.optics
Limits to compression with cascaded quadratic soliton compressors
我们研究级联二次孤子压缩器，并解决限制压缩的物理机制。一个非局部模型推导出，和非局部响应示出有一个额外的振荡分量时，群速度失配（GVM）是强的非平稳制度。这抑制了有效的压缩。来自级联非线性、竞争立方非线性、高阶色散和孤立子能量的类拉曼扰动也可能限制压缩，并且通过现实的数值模拟，我们指出了每个因素何时变得重要。我们发现，这是理论上可能的，以达到单周期制度通过压缩的高能量fs脉冲的波长$λ=1.0-1.3 μ{\rm m}$在$β$ -钡硼酸盐晶体，它需要系统是在稳定的制度，其中的相位失配是足够大的，以克服有害的GVM效应。然而，模拟结果表明，达到单周期持续时间最终被竞争的立方非线性以及色散波抑制，只有在考虑高阶色散时才会出现。
2008-01-04 physics.optics
Deterministic single soliton generation and compression in microring resonators avoiding the chaotic region
为了在反常色散区的SiN微腔中获得确定性的单腔孤子，给出了失谐量和泵浦功率参数空间内的路径。一旦达到单一CS状态，就有可能继续压缩它，拓宽相应的单一自由光谱范围（FSR）克尔频率梳。实现这一目标的第一步是通过数值模拟Lugiato-Lefever方程（LLE）来确定参数空间中的稳定区域。随后，利用这个识别，我们定义了一条从稳定调制不稳定（SMI）区域到稳定腔孤子（SCS）区域的路径，避免了混沌和不稳定区域。
2015-05-19 physics.optics
Characterization and compression of dissipative-soliton-resonance pulses in fiber lasers
本文报道了带非线性光纤环镜的光纤激光器中耗散孤子共振（DSR）的数值和实验研究。DSR脉冲在时间上呈现平顶轮廓和钳位峰值功率。它的光谱具有矩形轮廓和特征陡峭的边缘。随着脉冲能量的增加，它表现出一种独特的行为：光谱的矩形部分不变，而新出现的光谱位于中心部分并形成峰值。实验观测与数值计算结果吻合良好。此外，压缩的DSR脉冲的数值和实验证明的第一次。实验获得的DSR脉冲的63 ps的持续时间被压缩到760 fs，与低强度的脉冲使用光栅对。在被压缩到最窄宽度之前，脉冲首先演化为猫耳形，相应的自相关迹线呈现冠状，这与光纤激光器中形成的其他孤子的特性不同。
2016-01-21 physics.optics
Fast compression of pure-quartic solitons in nonlinear optical fibers via shortcuts to adiabaticity
Shanghai University（上海大学）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (CSIC)（马德里材料科学研究所）
通过逆工程设计捷径到绝热性方法，实现非线性光学纤维中纯四次孤子的快速压缩，减少传播距离并保持高保真度。
2026-01-23 physics.optics
Designing microstructured polymer optical fibers for cascaded quadratic soliton compression of femtosecond pulses
计算了折射率引导型微结构聚合物光纤的二次谐波色散。二次非线性被假定为来自极化的聚合物，这在这项研究中被选择为环烯烃共聚物Topas。我们发现泵浦和二次谐波之间存在很大的相位失配。因此，潜在的级联二次谐波产生的研究，特别是孤子压缩的fs脉冲。我们发现，从级联的二次非线性的时间孤子的激发需要一个有效的二次非线性为5 pm/V或更多。如果使用具有低克尔非线性折射率的聚合物，这可能会减少。我们还发现，群速度失配可以最小化，如果选择的微结构光纤的设计参数，使相对孔尺寸大，孔间距是在泵浦波长的顺序。几乎所有的设计参数的组合导致级联效应在稳定的制度，在那里可以找到有效的和干净的孤子压缩。因此，我们没有看到任何好处，选择光纤设计的群速度失配最小化。相反，数值模拟表明，使用相对孔尺寸为0.4的标准无休止单模设计，具有nJ脉冲能量的$λ=800$ nm 120 fs脉冲被出色地压缩到几个周期的持续时间。
2008-11-18 physics.optics
Infrared attosecond field transients and UV to IR few-femtosecond pulses generated by high-energy soliton self-compression
红外飞秒激光脉冲是强场物理学中的重要工具，驱动X射线高次谐波产生，并作为可见光和紫外线中可广泛调谐（如果效率低下）的超快光源的基础。虽然反常的物质色散简化了对几个周期脉冲的压缩，但红外线中的阿秒脉冲仍然遥不可及。我们证明了孤子自压缩的1800 nm的激光脉冲在空心毛细管光纤子周期包络持续时间（2 fs）与27 GW的峰值功率，对应于阿秒场瞬变。在相同的系统中，我们产生波长可调的几个飞秒脉冲从紫外（300 nm）到红外（740 nm）的能量高达25 $μ$ J和效率高达12%，并在时间-频率域的实验特征的产生动力学。紧凑的第二级使用小于200 $μ$ J的输入能量产生从210 nm到700 nm的多$μ$ J脉冲。我们的研究结果大大扩展了超快科学的工具包。
2020-05-11 physics.optics
Roles of resonance and dark irradiance for infrared photorefractive self-focusing and solitons in bi-polar InP:Fe
本文给出了InP：Fe在1.06和1.55 $μ$ m的宽强度范围内光折变稳态自聚焦的实验证据。为了解释这些结果，它表明，尽管双极性质的InP：Fe，其中一个光载流子和一个热载流子被认为是长期存在的一个光生载流子模型的光折变孤子可以有效地应用。然后讨论了该模型产生的暗辐照度与已知共振强度之间的关系。
2007-05-29 physics.optics
On type I cascaded quadratic soliton compression in lithium niobate: Compressing femtosecond pulses from high-power fiber lasers
商用高功率飞秒光纤激光器或放大器的输出脉冲通常为约300-500 fs，波长约为1030 nm，脉冲能量为10 s的$μ$ J。在这里，我们提出了一个数值研究的级联二次孤子压缩这样的脉冲在铌酸锂$_3$使用I型相位匹配配置。我们发现，由于竞争立方材料的非线性压缩只能发生在非平稳制度，其中群速度失配诱导拉曼非局部效应防止压缩到100 fs以下。然而，强的群速度色散意味着脉冲可以在可用的晶体长度中实现适度压缩到130 fs以下的持续时间。大部分脉冲能量是守恒的，因为压缩是适度的。解决了衍射和空间走离的影响，特别是后者可能成为一个问题时，压缩在这样长的晶体（约10厘米长）。我们最后表明，二次谐波包含一个短脉冲锁定的泵和一个长的多ps红移有害成分。后者是由非定常制度中的非局部效应引起的，但由于它强烈红移到可以预测的位置，我们表明，它可以使用带通滤波器去除，在$λ=515$ nm处留下一个子100 fs的可见光分量，具有优良的脉冲质量。
2009-12-15 physics.optics
PHz-wide spectral interference through coherent plasma-induced fission of higher-order solitons
我们确定了一个新的制度，孤子等离子体相互作用的中间孤子级的高强度超短脉冲进行相干等离子体诱导裂变。在充气空芯光子晶体光纤中得到的实验结果得到了严格的数值模拟的支持。高阶输入孤子随电离强度的累积蓝移导致脉冲在最终自压缩点之前分裂，从而产生具有PHz带宽的鲁棒脉冲对。新的动力学关闭等离子体诱导的绝热孤子压缩和调制不稳定性之间的差距。
2017-02-08 physics.optics
Soliton compression and supercontinuum spectra in nonlinear diamond photonics
我们用数值方法探索合成晶体金刚石，以实现迄今为止难以用其他材料实现的范围内的新型光源，例如低于10 fs的脉冲持续时间和具有挑战性的光谱范围。我们通过非线性孤子动力学来评估用于控制光产生的片上金刚石波导的性能。定制这种金刚石波导的横截面允许设计具有定制零色散点和超过倍频程的异常色散范围的色散分布。在金刚石光子学中，可以实现各种传播动力学，包括通过孤子裂变产生超连续谱。与通常的硅基光纤形成鲜明对比的是，这种过程发生在米的尺度上，在金刚石中，毫米级的传播距离就足够了。孤子裂变前的未扰动孤子动力学允许确定一个脉冲自压缩的情况下，承诺破纪录的压缩因子芯片大小的传播长度。
2022-11-01 physics.comp-ph physics.optics
Two-optical-cycle pulses from nanophotonic two-color soliton compression
California Institute of Technology（加州理工学院）
本研究突破集成光子学瓶颈，在铌酸锂纳米结构中利用二次双色孤子动力学实现两光周期脉冲压缩，仅3pJ输入即可产生2μm波段~13fs脉冲，为片上单周期超快系统提供路径。
2025-02-18 physics.optics
Direct ultrashort pulse generation by intracavity nonlinear compression
从理论和实验上观察到在激光谐振腔中直接产生超短、变换极限脉冲。这构成了一种新的类型的超短脉冲产生锁模激光器：在众所周知的孤子（双曲正割类），色散管理孤子（高斯类），抛物线脉冲加上外部压缩，超短脉冲的解决方案，描述脉冲在激光腔中的演化的非线性波方程观察。稳定的超短、变换极限脉冲存在于比放大器的增益带宽更宽的光谱中，这对于其他激光器具有实际应用。
2009-10-30 physics.optics
Generation of robust temporal soliton trains by the multiple-temporal-compression (MTC) method
本文通过系统数值分析证明多次时间压缩（MTC）方法比光子晶体光纤和熔融石英波导方法能更有效地控制孤子分裂，产生数量更多、功率更高且长距离稳定的基态孤子，并在多孤子碰撞和牛顿摆现象中展现出高效率。
2023-07-06 nlin.PS physics.optics
Spatial Focusing of Surface Polaritons Based on Cross-Phase Modulation
基于交叉相位调制（XPM）理论，研究了负折射率超材料（NIMM）-原子气体界面波导系统中表面极化激元（SP）的空间聚焦特性.在线性区，通过双EIT实现了SP的低损耗稳定传输，探测场和信号场的群速度得到了很好的匹配。在非线性区域，我们表明，巨大的增强的XPM可以获得。利用自由空间中的窄光孤子，实现了SPs孤子的空间聚焦，包括亮孤子、多亮孤子和暗孤子。SPs孤子的半峰全宽可以压缩到10 nm左右，从而可以获得均匀的纳米光纤。所得结果对微纳光学具有一定的理论意义，在纳米尺度传感、光谱增强和精密测量等方面也具有应用潜力。
2021-01-18 physics.optics
Multiple Temporal Compression as a method to control the generation of bright and dark solitons
本文通过模拟广义非线性薛定谔方程，扩展多重时间压缩（MTC）方法以在正常色散波导中通过亮孤子相互作用产生暗孤子，并利用暗孤子精确控制亮孤子动力学，实现碰撞能量转移的缓解与切换，为光学器件设计提供潜力。
2025-02-01 nlin.PS physics.optics
Shortcuts to adiabaticity for rapid soliton compression in nonlocal media
Shanghai University（上海大学）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克大学）；Quantum Advanced Research Center (QuARC), CSIC（CSIC量子先进研究中心）；Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid (ICMM), CSIC（CSIC马德里材料科学研究所）
本文通过变分近似和逆向工程设计三种控制策略，在非局域介质中实现快速高保真孤子压缩，并揭示平滑性与精度间的权衡。
2026-09-09 nlin.PS physics.optics
MCF solitons and laser pulse self-compression at light bullet excitation in the central core of MCF
研究了激光脉冲在由一个中心纤芯和偶数个位于其周围的环形纤芯组成的多芯光纤中的传输特性。得到了该MCF中波场的近似准孤子齐次解，并用解析和数值方法证明了同相孤子分布的稳定性。在低能量时，它的波场分布在所有MCF核上，并且具有比具有相同能量的NSE孤子的持续时间长许多倍（5 - 6倍）的持续时间。相反，几乎所有的高能量辐射都集中在中心核中，其持续时间类似于NSE孤子。这两种类型的分布之间的过渡是非常尖锐的，并发生在一个临界能量，这是弱依赖于核心的数量和与中央核心的耦合系数。提出了激光脉冲的自压缩机制。它包括在注入这样的MCF与波包是类似的孤立子，并具有大于临界值的能量。结果表明，压缩比与能量和芯数的关系很弱，约为6倍，能量效率接近100%.使用较长的激光脉冲可以将压缩比提高到30-40倍，能量效率超过50%。压缩比和压缩效率的解析估计与数值模拟结果吻合较好。
2019-07-12 nlin.PS physics.optics
Spatially homogeneous few-cycle compression of Yb lasers via all-solid-state free-space soliton management
本文提出利用全固态自由空间孤子管理实现Yb激光脉冲压缩，通过孤子模式传播和限制每层非线性相位小于1.0弧度，将170飞秒脉冲压缩至约9.2飞秒，实现超过50%的效率和约0.87的时空光谱均匀性，为少周期脉冲产生提供了高效、高质量的全固态方案。
2021-08-24 physics.optics
Temporal self-compression and self-frequency shift of sub-microjoule pulses at 8 MHz repetition rate
我们将充气空芯光子晶体光纤中的孤子动力学与最先进的光纤激光器相结合，实现了一个交钥匙系统，在8 MHz的重复频率下产生几fs的脉冲，泵浦能量低至220 nJ。此外，通过利用第二充氢空芯光纤中的孤子自频移，我们有效地产生短至22 fs的脉冲，从1100 nm到1474 nm连续可调谐。
2022-07-23 physics.optics
Universal Peregrine soliton structure in nonlinear pulse compression in optical fiber
我们提出了在聚焦非线性薛定谔方程的半经典（零色散）极限中预测的游隼孤子普遍出现的实验证据[Comm. Pure Appl. Math. { \bf 66}，678（2012）]。实验研究了高阶孤子在光纤中的传输，采用光取样示波器和频率分辨光门技术测量了第一个孤子压缩点附近的强度和相位，结果表明，压缩脉冲和背景基座的性质可以用游子孤子来解释。实验和数值计算结果表明，所研究的通用机制是高度鲁棒的，可以在很宽的参数范围内观察到，实验与数值模拟非常吻合。
2017-01-30 nlin.PS nlin.SI physics.optics
Generation of tightly compressed solitons with a tunable frequency shift in Raman-free fibers
提出了在无拉曼效应的光子晶体光纤（PCF）中，将输入N孤子压缩为鲁棒的超窄基孤子的优化方法.由于没有拉曼自频移，这些基本孤子继续传播保持所获得的频率，一旦从输入N-孤子的时间槽分离。找到了使基孤子压缩最大的三阶色散（TOD）相对强度的普遍最优值，它只与注入N孤子的阶数有关。最大压缩度明显超过Satsuma-Yajima（SY）公式提供的分析预测。这种效果，这仍然是有效的存在下的自陡峭的背后的机制，解释。
2013-08-20 nlin.PS physics.optics
Shortcuts to Adiabatic Soliton Compression in Active Nonlinear Kerr Media
Shanghai University（上海大学）；University of the Basque Country UPV/EHU（巴斯克国立大学）
本研究通过变分捷径实现主动非线性 Kerr 媒介中光脉冲的高效压缩，结合动态稳定性分析和高阶色散影响，拓展至冷原子和磁系统，展示方法的广泛适用性。
2023-10-28 nlin.PS physics.optics
Pearcey solitons in curved nonlinear photonic caustic lattices
控制人造Pearcey和燕尾光束允许在非常低的光强度下在非线性光敏介质中实现焦散晶格。我们研究了它们作为二维和三维波导结构的功能，并显示了利用这些晶格作为线性分束器的潜力，我们将其命名为Pearcey-Y-splitter。对于对称化Pearcey光束作为自聚焦光束，观察到非线性聚焦时孤子的形成。我们的原始方法代表了焦散光子晶格的第一个实现，可以直接应用于信号处理，显微镜和材料光刻。
2017-03-22 physics.optics
Soliton-effect self-compressed single-cycle 9.6-W mid-IR pulses from a 21-W OPCPA at 3.25 μm and 160 kHz
我们报道了一个21 W的中红外OPCPA，它产生131 μJ，97 fs（sub-9-cycle）的脉冲，重复频率为160 kHz，中心波长为3.25 μm。CEP稳定输出的脉冲间稳定性非常好，在2.88亿个脉冲（30分钟）内具有0.33% rms，并且通过充气中红外反共振引导光子晶体光纤内的孤子自压缩实现了接近单个光学周期的压缩。在没有任何附加压缩装置的情况下，在平均功率为9.6 W的情况下，实现了14.5 fs（1.35-optical-cycle）脉冲的稳定产生。由此产生的3.9 GW峰值功率与近单周期持续时间和固有CEP稳定性相结合，使我们的OPCPA成为下一代极端光子学，强场阿秒研究和相干X射线科学的关键技术。
2017-07-24 physics.optics
Optical solitons in media with focusing and defocusing saturable nonlinearity and a parity-time-symmetric external potential
我们报告的结果孤子的模型的波导与聚焦或散焦饱和非线性和奇偶时间（PT）对称的Scarf-II型的复值外部潜力。该模型适用于非线性波在增益和损耗平衡的梯度折射率光波导中的传播。在这种PT对称波导中，我们发现了饱和非线性的聚焦和散焦符号的基本和多极孤子。给出了在不同非线性饱和强度下，传输常数与孤子功率的关系。通过对相应的（1+1）维非线性Schrodinger型方程的线性稳定性分析和直接数值模拟，研究了基、偶极、三极和四极孤子的稳定性.结果表明，稳态解的不稳定性可以被减轻或完全抑制，从而增加S的值。
2018-04-10 nlin.PS physics.optics
Generation of multiple ultrashort solitons in a third-order nonlinear composite medium with self-focusing and self-defocusing nonlinearities
本文提出利用自聚焦与自散焦波导段交替的一维复合介质，通过多重时间压缩过程可控产生多个超短时间孤子串，并揭示脉冲内拉曼散射的关键作用。
2023-06-15 nlin.PS physics.optics
Experimental demonstration of plasmon-soliton waves
控制具有超快响应时间的低功率光束自限制为微器件中的信号处理的发展开辟了机会。高度非线性介质与等离子体波的紧密限制的组合提供了实现这一目标的可行但具有挑战性的配置。在这里，我们报告的实验观察等离子体孤子波传播的硫族化合物为基础的四层平面几何设计，以限制等离子体传播损耗，同时表现出有效的克尔自聚焦在中等功率。观测结果表明，自陷光束在该结构内传播时会产生强烈增强的自聚焦。正如预期的那样，只有TM极化波才会表现出这种行为。不同的实验安排进行了测试，明确揭示了非线性等离子体孤子耦合，这是由数值模拟证实。
2019-06-25 physics.optics
Focusing and Compression of Ultrashort Pulses through Scattering Media
非均匀介质中的光散射引起波前畸变，这在许多光学应用中构成固有的限制。例子从显微镜和纳米外科到天文学。近年来，不断的努力使得通过波前成形技术来校正空间失真成为可能。然而，当采用超短脉冲时，散射引起时间失真，这阻碍了它们在非线性过程中的使用，例如在多光子显微镜和量子控制实验中。在这里，我们表明，空间和时间失真的校正可以通过操纵入射波前的空间自由度来实现。此外，通过优化非线性信号，重新聚焦的脉冲可以比输入脉冲短。我们展示了100fs脉冲通过1mm厚的脑组织的聚焦，以及局部双光子荧光信号的1000倍增强。我们的研究结果为散射介质中的光学操纵和非线性成像开辟了新的可能性。
2011-01-20 physics.optics
Wavelength tunable spectral compression in a dispersion-increasing fiber
数值计算和实验研究了色散增加光纤中绝热孤子的光谱压缩。我们发现，正啁啾脉冲在具有大的反常色散斜坡的色散增加光纤中提供了更好的光谱压缩。在中心波长为1.5 μ m的350 fs正啁啾脉冲输入下，获得了15.5的光谱压缩比。实验上实现了30 nm的波长调谐能力。
2011-06-13 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
A novel small-scale self-focusing suppression method for ultrahigh peak power lasers
本文提出利用非对称四光栅压缩器改善光束空间均匀性以抑制小尺度自聚焦，并通过PW级激光器三维模拟证明其可将脉冲从30fs压缩至10fs以下，为超高功率激光后压缩提供了可行方案。
2023-07-11 physics.optics
Solitons supported by localized parametric gain
研究了有耗非线性介质中由局域参数增益维持的一维孤子的存在性及其性质。局部参量增益同时支持基孤子和多极孤子。结果表明，基孤子族在聚焦非线性介质中是部分稳定的，在散焦介质中是完全稳定的，而高阶孤子族则是不稳定的。除了数值结果，孤子的存在阈值，和一个特定的稳定的精确解的精确解析形式获得。
2013-01-11 nlin.PS physics.optics
Gap solitons in a nonlinear quadratic negative index cavity
通过对麦克斯韦方程组的积分，我们预言了二次型法布里-珀罗负折射率腔中间隙孤子的存在。一个强烈的基本泵浦脉冲移动能带结构，形成时，磁和电等离子体频率是不同的，使一个弱的，第二谐波脉冲最初调整内的间隙几乎完全传输。该过程是由于级联，这发生在远离相位匹配的条件下，并导致脉冲压缩。非线性极化产生暗孤子，而非线性磁化产生亮孤子。
2006-07-28 physics.optics
Stable Optical Vortex Solitons in Pair Plasmas
结果表明，具有较小温度不对称性的对等离子体可以支持局域和非局域涡旋光孤子的存在。这种孤子的共存是可能的，由于特殊形式的饱和非线性，它具有聚焦散焦的性质-为弱振幅聚焦成为散焦较高的振幅。结果表明，离域涡旋孤子是稳定的，在其存在的整个区域，而单电荷和多电荷的局域涡旋孤子是不稳定的低振幅和变得稳定的相对论振幅。
2009-09-08 physics.optics physics.plasm-ph
Spatial solitons and stability in self-focusing and defocusing Kerr nonlinear media with generalized PT-symmetric Scarff-II potentials
本文对自聚焦和散焦非线性薛定谔方程中的亮孤子进行了统一的理论研究。特别地，PT对称k波数Scarff II势和多阱Scarff II势被分别考虑。对于k波数的Scarff II势，参数空间可以分为不同的区域，分别对应于PT对称性的破缺和未破缺，以及自聚焦和散焦Kerr非线性的亮孤子。对于多阱Scarff II势，利用周期性空间调制的Kerr非线性效应可以得到亮孤子。利用数值模拟的方法详细分析了具有PT对称k波数和Scarff II势阱的亮孤子的线性稳定性。由于非线性的存在，在PT对称性的破缺和未破缺区域都出现了稳定和不稳定的亮孤子。进一步研究了具有广义PT对称Scarff II势的三维自聚焦和离焦NLS方程中的亮孤子。这在基于非线性耗散但PT对称系统中光孤子的光信息传输和处理领域具有潜在的应用价值。
2015-09-20 math-ph math.MP nlin.PS
Two-dimensional intra-band solitons in lattice potentials with local defects and self-focusing nonlinearity
周期势中的稳定亮孤子（代表光子学/等离子体激元学中的光栅或量子气体中的光晶格）存在于光谱半无限隙（SIG）或有限带隙中。使用数值方法，我们证明，在立方自聚焦非线性的作用下，在二维（2D）晶格中的“孔”的形式的缺陷支持连续的家庭的二维孤子\textit{embedded}到各自的线性谱的前两个布洛赫带，孤子通常不存在。这两个家族的\textit{embedded defect solitons}（EDS）被发现是连续连接的分支的\textit{gap defect solitons}（GDS）填充的第一个有限的带隙。此外，穿过第一频带的EDS分支将GDS族与填充SIG的规则缺陷支持的孤子的分支链接。因此，我们构建了一个连续链的定期，嵌入式和间隙模式孤子（“超家庭”）线程的整个带隙结构考虑在这里。在第一Bloch带中，EDS是稳定的，而在第二Bloch带中，EDS是部分稳定的。它们以超过最小值的范数存在，因此它们不是源于线性缺陷模。此外，我们证明了双重，三重和四重晶格缺陷支持稳定的偶极模孤子和涡旋。
2013-05-08 nlin.PS physics.optics quant-ph
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
Phase Resolved Observations of Temporal Soliton Pulse Propagation in Silicon Nanowires
研究了时间孤子脉冲在硅纳米波导中的传输特性。利用相位分辨频率分辨光学门技术对这些非线性现象进行了数值模拟和实验研究。实验观察到孤子脉冲展宽，以及双光子吸收的脉冲分裂，和模拟匹配的所有实验结果。进一步的模拟与验证模型表明，压缩可以观察到厘米长的波导。本研究证明了在比光纤短得多的长度尺度上实现自持孤子脉冲传输的可行性，这为全光数据传输和计算提供了许多潜在的应用。
2013-02-02 physics.optics
Ultrashort pulses in an inhomogeneously broadened two-level medium: soliton formation and inelastic collisions
采用数值模拟的方法，研究了超短光脉冲在非均匀加宽二能级介质中的传输。我们的研究主要有两个问题。第一个是关于自诱导透明孤子形成的瞬态过程，特别是，压缩的脉冲，这似乎是更有效的情况下均匀加宽。第二个问题涉及对向传播孤子的碰撞。结果表明，非均匀加宽的水平有很大的影响，这种碰撞的弹性。
2015-05-04 physics.optics
Stabilization of higher-order vortices and multi-hump solitons in media with synthetic nonlocal nonlinearities
研究了高阶激发态，如涡旋孤子和多峰孤子，在具有不同非局域横向尺度的合成、竞争聚焦和散焦非线性的非局域介质中的演化。结果表明，引入适当的竞争效应，可以使拓扑荷m>2的涡旋孤子以及峰数p>4的一维多峰孤子稳定化，这些孤子在具有聚焦非线性的自然非局域介质中都是高度不稳定的.
2008-12-02 nlin.PS physics.optics
Self-focusing and self-compression of intense pulses via ionization-induced spatiotemporal reshaping
电离是强激光与物质相互作用中的一个基本过程，并且已知会引起等离子体散焦和强度钳位。在这里，我们从理论上研究了强激光脉冲在电离饱和状态下的氦气射流中的传播动力学，我们发现，脉冲通过电离诱导的整形进行自聚焦和自压缩，导致激光强度成倍增加。这种非常规的行为与电离和时空耦合介导的时空频率变化有关。我们的研究结果说明了一个新的制度的脉冲传播，并开辟了一个无光学的方法，提高激光强度。
2020-10-29 physics.optics physics.plasm-ph
Spontaneous symmetry breaking and ghost states supported by the fractional nonlinear Schrödinger equation with focusing saturable nonlinearity and PT-symmetric potential
在具有聚焦饱和非线性和PT对称势的分数阶非线性薛定谔（FNLS）方程框架下，报道了一种新的自发对称性破缺现象和鬼态.当功率超过某一临界值时，连续的非对称孤子分支从基本对称孤子分支分叉。有趣的是，基本孤立子的对称性被打破为两个具有复共轭传播常数的非对称孤立子（别名鬼态）分支，这仅存在于分数介质中。此外，还对偶极（反对称）和三极孤子进行了数值研究。此外，我们还详细分析了分数阶Lévy指数和饱和非线性参量对孤子对称破缺的影响。并通过线性稳定性分析和直接传播方法研究了基孤子、非对称孤子、偶极孤子和三极孤子的稳定性。此外，我们还探讨了对称和非对称孤立子之间的弹性/半弹性碰撞现象。同时，通过参数的绝热激发，我们发现了从饱和非线性分数阶衍射到克尔非线性整数阶衍射的稳定激发。这些结果将为研究PT对称势分数介质中的自发对称性破缺现象及相关物理实验提供一定的理论依据。
2022-10-01 nlin.PS physics.optics quant-ph
Solitons in a medium with linear dissipation and localized gain
我们提出了在具有局域增益和均匀线性耗散的介质中的各种耗散孤子和呼吸模。该系统具有许多不寻常的性质，如聚焦和散焦介质中的指数局域模，在负传播常数值下聚焦介质中存在模式，当增益景观具有两个局部极大值时同时存在稳定的对称和反对称局域模，以及存在稳定的呼吸解。
2011-02-25 nlin.PS physics.optics
Existence and Stability of Dissipative Solitons in a Dual-Waveguide Lattice with Linear Gain and Nonlinear Losses
研究聚焦和散焦非线性下双波导晶格中同相与反相耗散孤子的存在性及稳定性，发现孤子从线性放大模式分叉，且稳定区域随线性增益与非线性损耗变化，传播模拟验证了线性稳定性分析结果。
2024-07-17 nlin.PS physics.optics
Temporal Walk-off Induced Dissipative Quadratic Solitons
大量的应用最近激发了广泛的努力，在各种平台，从光纤到回音壁和集成微尺度谐振器的低噪声克尔孤子和相干频率梳的产生。然而，克尔（三次）非线性是固有的弱，相反，在光学谐振腔中的强二次非线性预计将提供一种替代手段，孤子形成有前途的潜力。在这里，我们证明了一个耗散的二次孤子的形成，通过非平稳的光参量放大的存在下，泵和信号之间的显着的时间走离，导致半谐波产生伴随着大量的脉冲压缩（超过40倍）在低泵浦脉冲能量（$\sim$ 4皮焦）。在正常色散和反常色散情况下，低精细度腔中都能形成二次亮孤子，这与克尔亮孤子形成了鲜明的对比。我们提出了一种路线，显着提高性能的表现时，扩展到一个集成的非线性平台，实现高效的极端脉冲压缩，导致形成几个周期的孤子脉冲从超低能量皮秒尺度泵浦脉冲，广泛可调从紫外到中红外光谱制度。
2021-08-12 nlin.PS physics.optics
One-dimensional solitons in fractional Schrödinger equation with a spatially modulated nonlinearity: nonlinear lattice
通过线性稳定性分析和直接数值模拟证明了具有空间周期性调制Kerr非线性的一维介质中稳定亮孤子的存在性和稳定性。非线性势景可以平衡分数阶衍射，从而稳定孤子，使模型唯一，并由最近引入的具有自聚焦立方非线性晶格的分数阶薛定谔方程控制。发现了一维基本孤子和多峰孤子（偶极和三极形式），它们分别占据非线性晶格的一个或三个单元，这取决于孤子的功率（强度）。我们发现分数阶Laplacian的Lévy指数$α$对孤子族的轮廓和稳定性有很大的影响。当$α$超过某一阈值时，孤子族的稳定是可能的，低于该阈值时，分数阶衍射和空间调制聚焦非线性之间的平衡将被打破。
2019-09-21 nlin.PS physics.optics
