All-optical switching based on soliton self-trapping in dual-core high-contrast optical fibre
对一种新型双芯光纤中基于孤子自陷的超快非线性定向耦合器的性能进行了系统的数值研究。所考虑的高度非线性光纤结构是由一个真正的，有意开发的软玻璃对高折射率对比度在0.4的水平，在近红外。数值研究了皮焦级飞秒脉冲的非线性传输，目的是确定最佳的开关性能的输入参数空间为1400 - 1800 nm的激发波长，和75 - 150 fs的脉冲宽度，分别。对于每一个组合的激发波长和脉冲宽度，开关能量连同最佳的光纤长度被确定和它们的关系的输入和开关参数进行了讨论。在1500 nm激发波长和75 fs脉冲宽度的组合下，考虑43 mm的光纤长度，超短孤子的时间窗口中的最高开关对比度为46 dB。这些结果表示从切换对比度和切换能量的角度来看都有显著的改善，与先前公布的空气玻璃双芯光子晶体光纤的情况相比，其仅在20 pJ的水平。此外，没有包层微结构的更简单的光纤设计以及全固体方法有望改善双芯对称性，因此提供了成功实现低功率、紧凑且简单的开关装置的高可能性。
2019-12-12 physics.optics
Dynamics of Vector Soliton Singlets and Pairs in Self-Mode-Locked Tm-Doped Fibre Lasers
本研究针对矢量孤子产生的复杂动力学机制尚不明确的问题，通过色散傅里叶变换技术表征自锁模掺铥光纤激光器中孤子的形成过程，揭示了单孤子与松散束缚双脉冲态的产生机制及偏振分裂的影响因素，深化了对矢量孤子动力学的认知。
2024-12-13 physics.optics
Rogue wave generation by inelastic quasi-soliton collisions in optical fibres
我们证明了一个简单的级联机制，驱动流氓波的形成和出现在广义非线性薛定谔方程与三阶色散。这种概念上新颖的产生机制是基于准孤子的非弹性碰撞，并很好地描述了成对准孤子碰撞中能量转移的类共振散射行为。我们的研究结果表明，流氓波出现的阈值和存在一个时期的振幅减少-“风暴前的平静”-流氓波事件的到来之前。与超长的时间窗口模拟的$3.865\times 10^{6}$ ps相比，我们观察到的流氓波在光纤中的统计信息，具有前所未有的详细程度和准确性，明确地建立了流氓波功率分布函数超过7个数量级的远程字符。
2017-05-12 physics.optics
Intelligent breathing soliton generation in ultrafast fibre lasers
利用超快激光器产生脉冲是一项具有挑战性的任务，因为达到特定的锁模状态通常涉及调整多个控制参数，以及广泛的可访问脉冲动态。机器学习工具最近显示出设计智能激光器的前景，这些激光器可以将自己调整到所需的操作状态。然而，机器学习算法主要是针对参数不变的稳态脉冲生成机制而设计的，而激光器中不断变化的脉冲模式的智能激励在很大程度上仍未被探索。呼吸孤子表现出周期性的振荡行为，出现在超快光纤激光器的普遍锁模制度，吸引了相当大的兴趣，凭借其与一系列重要的非线性动力学，如例外点，和费米-帕斯塔-乌拉姆悖论。在这里，我们实现了一个进化算法的呼吸制度的自我优化的光纤激光器锁模通过四参数非线性偏振演化。取决于用于优化过程的优值函数的规格，得到各种呼吸孤子状态，包括具有可控振荡周期和呼吸比的单呼吸子，和具有可控数量的基本成分的呼吸分子复合物。我们的工作为探索和优化非线性系统中的复杂动力学开辟了一条新的途径。
2021-08-22 physics.optics
Unified model for breathing solitons in fibre lasers: Mechanisms across below- and above-threshold regimes
State Key Laboratory of Precision Spectroscopy, and Hainan Institute, East China Normal University（精密光谱科学与技术国家重点实验室、海南研究院，华东师范大学）；Collaborative Innovation Center of Extreme Optics, Shanxi University（极端光学协同创新中心，山西大学）；Chongqing Key Laboratory of Precision Optics, Chongqing Institute of East China Normal University（精密光学重庆市重点实验室，华东理工大学重庆研究院）；Université Bourgogne Europe, CNRS, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (ICB)（勃艮第欧洲大学，法国国家科学研究中心，勃艮第卡诺跨学科实验室）；VPIphotonics GmbH（VPI光子学有限公司）；Aston Institute of Photonic Technologies, Aston University（阿斯顿光子技术研究所，阿斯顿大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali del Sud (INFN-LNS)（意大利国家核物理研究所，南实验室）
本文提出了一种统一模型，用于研究光纤激光中呼吸型孤子的机制，揭示了低于阈值和高于阈值区域的动力学差异及形成机制。
2026-03-06 physics.optics
Characteristics and stability of soliton crystals in optical fibres for the purpose of optical frequency comb generation
我们研究了孤子晶体的性质，孤子晶体是几个光脉冲的束缚态，这些光脉冲以固定的时间间隔通过所提出的用于天文光谱仪校准的光学频率梳（OFC）产生方法的光纤传播。这种方法也适用于其他应用的亚微微秒脉冲产生，由传统的单模光纤和适当泵浦的掺铒光纤组成。两个连续波激光器被用作光源。在较低的输入功率下，孤子晶体从初始深度调制的激光场中产生;在较高的输入功率下，它分解为自由孤子。我们研究了孤子晶体建立在第一光纤阶段相对于不同的光纤参数（群速度色散，非线性，和光损耗）和光源特性（激光频率分离和强度差）。我们证明了孤子晶体可以用两个量来描述，即它的基频和晶体溶解成自由孤子的激光功率阈值。该孤子晶体同时具有线性和非线性的光学特性，对初始激光功率波动不敏感。我们使用称为孤子辐射拍分析的数值技术进行研究。
2017-04-20 nlin.PS physics.optics
Large net-normal dispersion Er-doped fibre laser mode-locked with a nonlinear amplifying loop mirror
我们报告了一个环境稳定的，全PM光纤，掺铒，锁模激光器的中心波长为1550 nm。值得注意的是，该激光器具有大的净正常色散，使得其动力学与具有类似结构的1 μm全正常色散光纤激光器的动力学相当。该激光器是锁模与非线性放大环镜产生的脉冲是外部可压缩到500 fs。实验结果与数值模拟结果吻合较好。
2016-11-22 physics.optics
Nonlinear optics of fibre event horizons
光纤中光的非线性相互作用可以模拟事件视界的物理现象。当弱探测波无法通过强孤子时，尽管以不同的速度传播，也会出现这种类似情况。到目前为止，这些动态已被描述在时域中的孤子引起的折射率障碍，修改的速度的探头。在这里，我们完成了光纤事件视界的物理描述，提出了一个完整的频域描述的级联四波混频离散单频场之间，并通过实验证明使用连续波激光签名频移。我们的描述证实了显着的协议与实验中进行的连续极限，达到使用超快激光。我们预计，澄清光纤事件视界的描述将显着影响的视界动力学和光子学和其他系统中的孤子相互作用的描述。
2014-03-26 physics.optics
Dispersion engineering of mode-locked fibre lasers
锁模光纤激光器是超短脉冲的重要来源，其中稳定的脉冲产生是通过周期性振幅和相位演化的平衡来实现的。一系列不同的腔脉冲动力学已经被揭示，除了耗散过程，如过滤，从色散和非线性之间的相互作用所产生的。这导致了许多新的工作制度的发现，提供显着改善激光器的性能。在这篇专题综述中，我们总结了迄今为止通过腔色散工程报道的主要稳态脉冲动力学，包括平均孤子、色散管理孤子、耗散孤子、巨啁啾脉冲和类似孤子。描述了每个政权的特征和稳定机制，支持数值模拟，除了典型的性能和限制。进一步的脉冲能量缩放的机会进行了讨论，除了考虑其他最新的进展，包括自动自调谐腔和氟化物光纤为基础的中红外锁模激光器。
2018-03-28 physics.optics
Nonlinear photonic crystal fibres: pushing the zero-dispersion toward the visible
光子晶体光纤中的强波导色散为零色散波长$λ_0$远低于二氧化硅材料色散设定的~1.3微米的极限的非线性光学提供了独特的机会。通过调整空气孔直径d、间距λ和空气孔环的数量N，强波导色散原则上可以用于将λ_0很好地扩展到可见光中，尽管在某种程度上以多模操作为代价。我们详细地研究了零色散波长、截止波长λ c和泄漏损耗在由d、λ和N构成的参数空间中的相互作用。作为特定的结果，我们确定d（~500 nm）和λ（~700 nm）的值，其促进最短可能的零色散波长（~700 nm），同时光纤对于较长波长仍然是单模的。
2006-08-14 physics.optics
Experimental and numerical analysis of the chromatic dispersion dependence upon the actual profile of small core microstructured fibres
用有限元法计算了小芯径微结构光纤（SCMF）基模的色散曲线，并用低相干干涉法测量了色散曲线。指出了色散对SCMF几何参数（节距和直径）变化的高度敏感性。在半微米光谱带宽[1.1 $μ$ m-1.6 $μ$ m]范围内，数值计算结果与实验结果吻合良好。
2010-04-28 physics.optics
A Lower Bound on the per Soliton Capacity of the Nonlinear Optical Fibre Channel
本文导出了存在（光）放大器自发辐射（ASE）噪声时非线性光纤信道每孤子容量下限的封闭表达式。这个界限是基于一个非高斯条件概率密度函数的孤子振幅抖动引起的ASE噪声，并被证明增长的信号-噪声比的增加。
2015-08-21 cs.IT math.IT physics.optics
Variational approach for walking solitons in birefringent fibres
我们使用变分法获得近似的解析表达式时，在两个组件之间的相速度和群速度的差异和快速振荡项考虑双折射光纤中的稳态脉冲状的解决方案。在检验近似的有效性后，我们研究了孤子脉冲形状如何依赖于它的速度和非线性传播常数。通过数值求解传播方程，我们发现这些定态解大多数是稳定的。
2002-03-27 nlin.PS 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
Measured group birefringence and group velocity dispersion of elliptical-core ZBLAN fibres for mid-infrared supercontinuum generation
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；University of Bern（伯尔尼大学）；NORBLIS ApS（NORBLIS有限公司）
本研究通过测量椭圆芯ZBLAN光纤的群双折射和群速度色散，为中红外超连续谱生成提供支持，并促进对ZBLAN光纤中非线性光学现象的理解。
2026-09-09 physics.optics
Ultra-low-noise supercontinuum in normal-dispersion ZBLAN fibres pumped at 1.85 $μ$m
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；University of Bern（伯尔尼大学）；NKT Photonics A/S（NKT光子有限公司）；NORBLIS ApS（NORBLIS公司）
研究首次在正常色散氟化物光纤中利用飞秒脉冲产生超低噪声超连续谱，通过两种椭圆芯偏振维持ZBLAN光纤实验，展示出超低噪声超连续谱的产生及低噪声特性。
2026-04-23 physics.optics
Broadband dispersion engineered microresonator on-a-chip
控制光纤波导中的色散对于光纤通信系统以及最近对于从紫外到中红外的连续谱的产生是至关重要的。可以通过改变光纤芯直径或折射率阶跃来设置群速度色散过零的波长。此外，使用多包层光纤，可以采用复杂的方法来操纵高阶色散，以便在宽带宽上形成甚至平坦化色散。在这里，我们介绍的设计和制造技术，允许类似的色散控制芯片集成光学微谐振器，从而展示了更高阶，宽带宽的色散控制的倍频程的频谱。重要的是，我们用于色散控制的制造方法同时允许光学Q因子超过1亿，这对于非线性光学振荡器的有效操作至关重要。近年来，随着人们对芯片可集成光学频率梳的兴趣增加，高Q系统中的色散控制变得越来越重要。
2015-06-23 physics.optics
Nonlinear dynamics in breathing-soliton lasers
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
Self-starting Dynamics in All-fibre All-Normal-Dispersion Thulium Mamyshev oscillator
Leibniz Institute of Photonics Technology（莱布尼茨光子技术研究所）；Aston Institute of Photonics Technologies, Aston University（阿斯顿大学阿斯顿光子技术研究所）；Prokhorov General Physics Institute of the Russian Academy of Sciences, Dianov Fiber Optics Research Center（俄罗斯科学院普洛霍罗夫普通物理研究所季亚诺夫光纤研究中心）；Institute of Chemistry of High Purity Substances of the Russian Academy of Sciences（俄罗斯科学院高纯物质化学研究所）
本研究实现了首个1.9μm附近自启动全光纤全正常色散掺铥玛姆舍夫振荡器，揭示其脉冲建立路径，为开发紧凑稳健的短波红外光源提供了关键方案。
2026-08-28 physics.optics
Optical Analogue of the Dynamical Casimir Effect in a Dispersion-Oscillating Fibre
动态卡西米尔效应是由于系统参数或边界条件的非绝热变化而从真空中产生真实粒子或光子对。与在空间和时间上都发生调制的标准参量放大相反，这种基本过程需要时间上的纯调制，这使得其在光频率下的检测特别具有挑战性。在本文中，我们实验证明了在近红外光学制度中的色散振荡光子晶体光纤的机械动力学Casimir效应的光学模拟的实现。实验是基于等效的空间调制的光纤芯直径的纯时间调制时，这是考虑在共同移动的帧中的行进泵浦脉冲。通过测量光谱分辨光子对之间的量子关联，我们提供了光学动力学Casimir效应的证据。反聚束光子统计的证据支持测量光的非经典性质。
2018-11-10 physics.optics
Bound states of dispersion-managed solitons in a fiber laser at near zero dispersion
报道了在近零净腔群速度色散（GVD）下，在被动锁模掺铒光纤激光器中观察到的色散管理（DM）孤子的各种束缚态。所产生的DM孤子具有类高斯的光谱轮廓，没有边带，这与具有大净负腔GVD的光纤激光器中产生的常规孤子、具有正腔GVD的光纤激光器中产生的抛物线脉冲以及具有大净负腔GVD的光纤激光器中产生的增益引导孤子不同。此外，还观察到了孤子间距固定的DM孤子的束缚态。我们证明了这些束缚孤子可以作为一个单元形成束缚态。数值模拟验证了我们的实验观察。
2009-10-30 physics.optics
Geometric origin of rogue solitons in optical fibres
非确定性巨波，被称为流氓波、杀手波、怪物波或畸形波，在物理学的许多不同分支中都有报道。然而，它们的起源仍然是未知的：尽管有大量的数字和实验证据，它们自发形成的最终原因尚未确定。在这里，我们表明，流氓波在光纤实际上是从一个复杂的动态过程非常相似的众所周知的机制，如玻璃化转变和蛋白质折叠。我们描述了光孤子之间的相互作用如何在具有多个准平衡点的高维参数空间中产生能量景观。这些配置具有相同的统计分布所观察到的流氓事件，并探讨在光动力学过程中，由于孤子碰撞，非弹性机制增强的过程。稍微不同的初始条件导致非常不同的动力学在这个复杂的几何形状;一个流氓孤子原来是源于一个特定的深准平衡点的能量景观，系统可能会被短暂地捕获在演化过程中。这种解释将证明是富有成果的广大社区感兴趣的反常波。
2014-06-23 cond-mat.dis-nn nlin.PS physics.optics
Bright Chirp-free and Chirped Nonautonomous solitons under Dispersion and Nonlinearity Management
利用达布变换，从平凡种子出发，给出了广义非线性分布系数薛定谔方程（NLSE）的一系列无啁啾和啁啾解析非自治孤子解.对于无啁啾的非自治孤子，色散管理项可以改变非自治孤子的运动，而对孤子的形状没有影响。特别是在没有增益的情况下，经典光孤子可以表现为可变色散项和非线性。对于啁啾非自治孤子，色散管理会影响孤子的形状和运动。周期色散项可以用来控制孤子的“呼吸”形状，并且在一定条件下不影响非自治孤子中心的运动轨迹。
2011-01-18 physics.optics
Optical data transmission at 44Tb/s and 10 bits/s/Hz over the C-band with standard fibre and a single micro-comb source
微梳[1 - 4]，即由集成微腔谐振器产生的光学频率梳，提供了其体相对应物[5，6]的全部潜力，但在集成的基底面中。时间孤子态（DKS耗散克尔孤子）[4，7 -11]作为锁模微梳的一种手段的发现使得在许多领域取得了突破，包括光谱学[12，13]，微波光子学[14]，频率合成[15]，光学测距[16，17]，量子源[18，19]，计量学[20，21]等。它们最有前途的应用之一是光纤通信，其中它们实现了大规模并行多路复用数据传输[22，23]。在这里，通过使用一种称为孤子晶体的新型强大的微梳[11]，我们使用单个集成芯片源在标准光纤上实现了前所未有的数据传输。我们展示了一个44.2太比特每秒使用电信C波段在1550 nm的频谱效率，一个至关重要的性能指标，为10.4位/秒/赫兹的线速率。孤子晶体表现出鲁棒和稳定的产生和操作以及高固有效率，其与48.9GHz的低孤子微梳间隔一起使得能够使用64 QAM（正交幅度调制）的非常高的相干数据调制格式。我们证明了在实验室中，以及在现场试验超过75公里的标准光纤安装的大城市光纤网络的无差错传输。这些实验极大地得益于孤子晶体在没有稳定或闭环控制的情况下工作的能力。这项工作证明了光孤子晶体微梳在要求苛刻和实用的光通信网络中的能力。
2020-03-01 physics.app-ph physics.optics
Stable dark and bright soliton Kerr combs can coexist in normal dispersion resonators
利用Lugiato-Lefever模型，分析了正常色散区中三阶色散对暗孤子和亮孤子克尔频率梳的存在性和稳定性的影响。在没有三阶色散的情况下，在一个扩展的参数范围内只存在暗孤子，而三阶色散允许稳定的暗孤子和亮孤子共存。可逆性被打破，连接顶部和底部均匀解决方案的开关波的形状被修改。亮孤子的产生是由于开关波剖面中振荡的产生。最后，在足够强的三阶色散存在下，暗孤子的振荡不稳定性也得到了抑制。
2016-09-29 physics.optics
Thirring Solitons in the presence of dispersion
本文研究了色散或衍射对非线性光纤中零速孤子的影响。数值计算表明，零色散/零衍射时的Thirring孤子由三个孤立的孤子分支以有限的间隔分开。在间隙内，存在无限多孤子分支。因此，Thirring孤子在结构上是不稳定的。在另一个参数区域（远离Thirring极限），孤子处处存在.
1998-03-10 physics.optics
Microresonator Soliton Frequency Combs in the Zero-Dispersion Regime
本文研究了零群速度色散区域下连续波激光驱动的孤子产生动力学，首次观察到由五阶色散主导的多峰结构零色散孤子分子，数值模拟与实验结果吻合，可应用于超快光学、电信和光谱学。
2022-09-15 physics.optics
Femtosecond soliton amplification in nonlinear dispersive traps and soliton dispersion management
研究了非线性脉冲在变参数光纤中的传输特性。利用放大光纤中形成的色散陷阱捕获飞秒色孤子在频域的运动，可以积累额外的能量，并显著缩短孤子脉冲宽度。研究了啁啾孤子脉冲在色散管理系统中的非线性动力学行为。所开发的方法确实提供了一种系统的方法来产生具有变系数的非线性薛定谔方程（NSE）的啁啾孤子解的无限“海洋”。
2000-02-15 physics.optics
The interaction of Kerr nonlinearity with even-orders of dispersion: an infinite hierarchy of solitons
时间孤子是由负群速度色散和自相位调制平衡而产生的光脉冲。几十年来，人们只考虑二次色散，而高阶色散被认为是一种讨厌的东西。继最近报道的纯四次孤子，我们在这里提供了实验和数值证据的无限层次的孤子，平衡自相位调制和任意负纯，偶数阶色散。具体来说，我们实验证明了纯六次（$β_6$），八次（$β_8$）和十次（$β_{10}$）色散的孤子的存在，仅限于我们的组件的性能，并显示涉及纯$16^{\rm th}$阶色散的孤子的存在的数值证据。相位分辨的时间和光谱特性表明，这些脉冲，表现出越来越多的频谱平坦度与色散阶。测得的能量宽度定标律表明超短脉冲具有显着的优势。这些结果拓宽了对孤子的基本理解，并为超快脉冲在非线性光学及其应用中的工程设计提供了新的途径。
2020-09-16 physics.optics
Emission of intense resonant radiation by dispersion-managed Kerr cavity solitons
本文报道了色散管理光纤环形腔中时间克尔腔孤子动力学的实验和数值研究。我们发现色散管理可以显著地放大孤子发射的类凯利共振辐射边带。由于潜在的相位匹配条件，边带振幅往往会随着泵浦腔失谐量的增加而增加，最终限制了孤子可以存在的失谐范围。我们的实验结果与数值模拟显示出良好的协议。
2018-09-20 physics.optics
Zero-dispersion Kerr solitons in optical microresonators
孤子是形状保持的波形，在非线性动力学系统中普遍存在，分为两个单独的类别，即在异常群速度色散制度中形成的亮孤子和在正常色散制度中形成的“暗孤子”。这两种类型的孤子已经在BEC，流体力学，极化激元和锁模激光器中观察到，但与芯片级微谐振器频率梳（微梳）的产生特别相关，用于定时，光谱和通信中的许多系统级应用。对于微梳，研究了亮孤子和基于互锁开关波的交替暗脉冲。然而，存在的本地耗散结构，适合之间的二分法已经在理论上预测，但实验证明难以捉摸。在这里，我们报告的耗散结构的发现，体现了开关波和耗散孤子之间的混合，存在于政权的（几乎）消失的群速度色散的三阶色散是占主导地位的，因此被称为“零色散孤子”。这些耗散结构是通过折叠开关波前，形成量子化孤子子结构的集群。开关波直接通过基于光子芯片的Si3N4微谐振器的同步脉冲驱动形成。由此产生的频率梳频谱是非常广泛的开关波和零色散孤子制度，达到136太赫兹或97%的倍频程。四阶色散工程的结果在双色散波的形成，和一种新的准相位匹配波法拉第不稳定性。这种异国情调的意想不到的耗散结构扩展克尔腔物理的域附近的零色散的制度，并可能提出一个优越的替代传统的宽带梳状产生孤子。
2020-09-01 physics.optics
Flat-top solitons and anomalous interactions in media with even-order dispersions and competing nonlinearities
Taiyuan Normal University（太原师范学院）；Shanxi Key Laboratory for Intelligent Optimization Computing and Blockchain Technology, Taiyuan Normal University（山西智能优化计算与区块链技术重点实验室）；Institute of Computational and Applied Physics, Taiyuan Normal University（太原师范大学计算与应用物理研究所）；Horia Hulubei National Institute of Physics and Nuclear Engineering（霍里亚·胡利贝国家物理与核工程研究所）；Tel Aviv University（特拉维夫大学）；Universidad de Tarapacá（塔拉帕卡大学）
本研究在具有偶次色散和竞争非线性作用的介质中构建了多种稳定平坦顶峰孤子，并揭示了其异常相互作用特性。
2026-02-18 physics.optics
Existence and Switching Behavior of Bright and Dark Kerr Solitons in Whispering-Gallery Mode Resonators with Zero Group-Velocity Dispersion
利用广义Lugiato-Lefever模型研究了群速度色散为零时克尔光学频率梳的产生现象。在这种情况下，起主导作用的第一色散项是三阶色散。我们表明，这一项是足够的亮和暗孤子的存在。我们确定的区域中的参数空间中的两种孤子可以激发的谐振器内。我们还揭示了当泵浦光功率周期性变化时，这两种孤子之间的滞后切换现象。
2017-03-06 physics.optics
Solitons and frequency combs in silica microring resonators: Interplay of the Raman and higher-order dispersion effects
研究了拉曼散射和高阶色散对石英微腔中孤子和频率梳产生的影响。喇曼效应在谐振腔品质因数中引入了一个阈值，超过该阈值，锁频孤子将不存在，而是观察到以产生自频移孤子和色散波为特征的丰富的动力学过程。本文还报道了锁频孤子的Hopf不稳定性导致切伦科夫辐射展宽的机制。
2015-09-15 physics.optics
Bright solitons in hybrid-dispersion photonic crystal microresonators
Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）；Karlsruhe Institute of Technology KIT（卡尔斯鲁厄理工学院）；University of Hamburg UHH（汉堡大学）
研究光学微谐振器中亮孤子特性因腔色散要求冲突的问题，通过引入局部强色散区域实现混合色散方案，在光子晶体微谐振器中揭示新孤子吸引子，调和相关冲突要求，展现非线性光子系统新特性实现潜力。
2026-07-08 physics.optics
Closed-Loop Polarization Mode Dispersion Mitigation for Fibre-Optic Time and Frequency Transfer
针对光纤时间频率传递中的偏振模色散噪声，提出偏振切换脉冲交织闭环抑制方法，在30公里链路中将延迟变化降至20 fs以下，并指出双平衡相位检测方向。
2025-02-19 physics.ins-det physics.optics
Angular Momentum Supercontinuum from Fibre Rings
宽带相干光携带的光学角动量在各种经典和量子通信应用中具有潜在的效用，但目前很少存在这样的光源。研究了耦合光纤环形阵列中超连续谱的产生。携带离散角动量的短脉冲经历孤子裂变，自发地破坏方位对称性。这导致具有宽带频谱以及非平凡角动量分布的脉冲的训练。这些时空孤立波，局部化在一个单一的纤维芯，发出一种不寻常的形式的共振辐射，可以存在，即使在没有内在的高阶色散，由环阵列的晶格色散引起的。我们探讨了光纤芯之间的耦合特性如何影响所产生的超连续谱，特别是如何温和地扭转阵列可以有效地操纵其角动量含量和共振频率通过诱导Peierls相位。
2019-08-27 physics.optics
Dispersive wave emission from dark solitons in microresonator-based Kerr frequency combs
利用一个扩展的Lugiato-Lefever方程的三阶色散，我们数值计算表明，形成在正常色散的微谐振器的暗腔孤子能够发射色散波在正常和异常的色散区域，类似于常见的明亮的腔孤子的行为。产生的色散波可以准确地预测耗散辐射理论。此外，我们证明了在正常色散区的情况下，色散波是由存在三阶色散的暗孤子发射的克尔频率梳的稳定性增强。
2015-11-10 physics.optics
Harnessing Dispersion in Soliton Microcombs to Mitigate Thermal Noise
我们探讨了孤子微梳中固有的热噪声，揭示了由非线性和群速度色散引起的热力学相关性。一个合适的色散设计引起控制从环境到孤子微梳的热噪声转导。我们目前的模拟与Lugiato-Lefever方程（LLE），包括温度作为一个随机变量。通过系统地调整色散，我们抑制重复率的频率波动高达50分贝不同的LLE孤子解决方案。在一个实验中，我们观察到一个测量系统有限的15分贝减少重复率相位噪声的泵浦激光频率的各种设置，我们的测量同意与热噪声模型。最后，我们比较了两个倍频程跨越孤子微梳相似的光谱和偏移频率，但设计的差异，在色散。值得注意的是，它们的热噪声限制载波包络偏移频率线宽为1 MHz和100 Hz，这表明了前所未有的降低热噪声的潜力。我们的研究结果指导未来的低噪声应用的孤子微梳设计，更一般地说，他们照亮的非线性，多模光学系统的固有波动的紧急性能。
2020-06-19 physics.optics
Higher order mode suppression in high-Q anomalous dispersion SiN microresonators for temporal dissipative Kerr soliton formation
高Q氮化硅（SiN）微谐振器使光克尔频率梳产生的光子芯片上，最近已被证明支持完全相干梳的基础上的时间耗散克尔孤子的形成。为了形成亮孤子，需要在多模区操作SiN波导，以产生反常的群速度色散。由于不同模族之间的耦合避免了交叉，这可能导致色散的局部扰动，从而阻止孤子的形成。在这里，我们证明了高Q谐振器内部的单模“滤波”部分能够有效地抑制避免的交叉，同时保持高品质因数（Q~ 10 ^6）。我们通过在具有滤波段的SiN谐振腔中形成单孤子来演示这种方法。
2015-11-17 physics.optics
Disturbance of Soliton Pulse Propagation from Higher-Order Dispersive Waveguides
光孤子脉冲在光通信系统中提供了许多应用，但根据定义，孤子仅受到二阶反常群速度色散;对于孤子脉冲的实际实现，高阶色散的理解是必要的。利用非线性薛定谔方程建立了波导的数值模型，并设定参数以保证输入脉冲能量等于基本孤子能量。高阶群速度色散逐渐增加，为各种时间宽度和波导色散。确定了基孤子脉冲在实际光子晶体波导中传输所需的最小脉冲宽度为100 fs。
2013-04-12 physics.optics
Open-Loop Polarization Mode Dispersion Mitigation for Fibre-Optic Time and Frequency Transfer
光纤中偏振模色散（PMD）的非互易性和动态特性对于精确的时间和频率传递可能是一个问题。这里提出了一种简单的无源解决方案，该解决方案基于传输具有交替正交偏振的光脉冲。快速和确定性的偏振调制意味着PMD噪声被推到远离感兴趣的频率，并且在接收器处从法拉第镜反射时，脉冲在返回到发射器时具有明确的偏振，这有助于稳定的光学相位检测和光纤相位补偿。在一个开环测试装置中，使用锁模激光器和一个简单的脉冲交织器，偏振模色散被证明是减少了两个数量级以上
2022-04-12 physics.ins-det physics.optics
Internal polarization dynamics of vector dissipative-soliton-resonance pulses in normal dispersion fiber lasers
研究了锁模光纤激光器中矢量耗散孤子共振（DSR）脉冲的内偏振动力学。实验观察到了稳定的矢量DSR脉冲。利用波片分析器结构，我们发现在共振耗散孤子中偏振是不均匀的。具体地说，虽然中心平面波的共振耗散孤子获得几乎固定的偏振，前端的功能是不同的和空间变化的偏振态。当整个孤子结构随增益条件变化而扩展时，这种明显的偏振态分布仍然保持不变。数值模拟进一步证实了实验观察。
2017-07-19 physics.optics
Dynamics of temporal Kerr cavity solitons in the presence of rapid parameter inhomogeneities: from bichromatic driving to third-order dispersion
时间克尔腔孤子是一种可以在相干驱动的色散腔中持续存在的光脉冲，具有克尔型非线性。人们普遍认为，这种孤子的反应参数的不均匀性经历的时间漂移的速率是由孤子的位置的参数的梯度。然而，该结果假设非均匀性的梯度在孤子上是恒定的，这可能在所有情况下都不成立，例如，当使用双色驱动或存在三阶色散时，会产生扩展的色散波尾。在这里，我们报告的理论和数值结果有关的耗散时间克尔腔孤子的行为的条件下，参数不均匀性非线性变化的孤子的宽度。在这种情况下，孤子的速度是由它的所谓的中性模式和参数扰动，我们可以产生动力学，这显然是在不一致的共同智慧的运动只依赖于梯度的不均匀性之间的完全重叠。我们还研究了三阶色散和相关色散波尾的存在如何改变参数不均匀性引起的运动。我们发现，色散波尾本身并不有助于孤子运动，相反，高阶色散产生反直观的影响孤子运动。我们的研究结果提供了新的见解的时间腔孤子的参数不均匀性的存在下的行为，并可以影响系统采用脉冲或双色泵浦和/或谐振器具有不可忽略的高阶色散。
2022-06-14 physics.optics
Tapered Fibre Fabry-Pérot Cavities for the Generation of Near-Visible, Phase-locked, and Broadband Kerr Frequency Combs
The University of Auckland（奥克兰大学）；The Dodd-Walls Centre for Photonic and Quantum Technologies（多德-沃尔斯光子与量子技术中心）
本文利用锥形光纤法布里-珀罗腔实现近可见宽带Kerr频率梳，通过几何色散工程克服正常色散并增强非线性，实验和数值展示了多种相位锁定孤子结构，为可见光频率梳提供新平台。
2026-09-29 nlin.PS physics.optics
Directional supercontinuum generation: the role of the soliton
在本文中，我们数值研究了用飞秒脉冲泵浦氮化硅波导，两个零色散波长，产生超连续谱。波导色散被设计成使得泵浦脉冲处于正常色散状态。我们发现，由于自相位调制，初始脉冲展宽到非线性色散区，夹在两个正常色散区之间，在这里形成孤子。孤子和正常色散区中的展宽脉冲的相互作用通过非简并四波混频和交叉相位调制形成色散波而引起额外的光谱展宽。这种加宽主要发生在第二正常色散区。我们表明，在任何正常色散制度的泵浦允许扩大到其他正常色散制度。这种将连续谱延伸转向另一个正常色散区的方向的能力超出了夹层色散区的能力是定向超连续谱符号的基础。我们在数值上证实了在一个标准的二氧化硅微结构光纤的几何形状与两个零色散波长的方法。
2019-01-28 physics.optics
Ultra-weak long-range interactions of solitons observed over astronomical distances
我们报告我们认为是有史以来观察到的最弱的孤子之间的相互作用。我们的实验涉及在相干驱动的无源光纤环形腔中再循环的时间光腔孤子。我们观察到两个孤立子，分离高达8,000倍的宽度，改变他们的时间间隔的一小部分阿秒每往返的100米长的谐振器，或相当于1/10,000的波长的孤立子载波的特征色散长度。这种相互作用是如此微弱，以至于在光速下，它们需要一个天文单位量级的有效传播距离才能完全发展，即数千万公里。这种相互作用是由传播孤子通过电致伸缩在光纤中产生的横向声波介导的。
2013-05-29 nlin.PS physics.optics
Dark-Bright Soliton Bound States in a Microresonator
微谐振器中耗散克尔孤子的发现促进了全相干、芯片级频率梳的发展。此外，在正常色散区的微谐振腔中观察到了暗孤子脉冲。本文报道了微谐振腔中相互俘获的暗-亮孤子对的束缚态。孤子对是由两个色散相反但群速度相近的模产生的。一个激光器工作在反常色散区产生亮孤子微梳，而另一个激光器工作在正常色散区通过克尔诱导的与亮孤子的交叉相位调制产生暗孤子。数值模拟与实验结果吻合良好，揭示了一种新的产生暗孤子脉冲的机制。暗孤子和亮孤子的捕获可以导致光态具有恒定输出功率的有趣特性，同时在光谱上类似于频率梳。这些结果对于通信系统，频率梳应用，超快光学和原子物理学中的孤子态具有重要意义。
2021-04-27 physics.optics
Experimental and theoretical study of red-shifted solitonic resonant radiation in photonic crystal fibers and generation of radiation seeded Raman solitons
红移孤子共振辐射是发生在光子晶体光纤正常色散区的光脉冲穿过零色散波长时的一种有趣的相位匹配现象。这种相位匹配辐射的形成与任何光孤子的产生无关，主要受输入泵浦前沿的控制，而输入泵浦前沿形成了一个激波阵面。辐射产生的异常色散制度，并发现被限制在时域和频域。我们对这种辐射在光子晶体光纤中的形成进行了实验研究，并进行了详细的理论分析。我们的理论预测与实验结果吻合得很好。进一步，我们将研究扩展到长光纤，研究了红移孤子共振辐射和脉冲内拉曼散射（IPRS）之间的相互作用。观察到在反常色散区产生了一系列辐射种子拉曼孤子。
2015-01-20 physics.optics
Unidirectional dissipative soliton operation in an-normal-dispersion bidirectional Yb-doped fiber laser without an isolator
在非线性偏振旋转锁模的全正常色散双向掺Yb光纤激光器中，我们演示了自启动的单向耗散孤子运转和类噪声脉冲运转。由于腔的方向非线性不对称性和非线性偏振旋转锁模机制，实现了激光器的单向一次锁模。
2015-10-05 physics.optics
Ultrashort spatiotemporal optical solitons in quadratic nonlinear media: Generation of line and lump solitons from few-cycle input pulses
利用强约化微扰技术或多尺度分析，在慢变包络近似下，提出了控制飞秒时空光孤子在二次非线性介质中传输的一般Kadomtsev-Petviashvili演化方程.直接的数值模拟表明，形成，从适当选择的几个周期的输入脉冲，稳定的线孤子（在正常色散的二次介质的情况下）和稳定的块（二次介质与异常色散）。此外，还给出了一个二次非线性反常色散介质中扰动不稳定线孤子衰减为稳定块的典型例子。
2011-04-11 physics.optics
Pure-Quartic Solitons
时间光孤子由于其独特的物理性质以及在超快光学和超连续谱产生中的应用，一直是人们研究的热点。传统的亮孤子是反常群速度色散和自相位调制共同作用的结果。在这里，我们报告发现了一个全新的一类亮孤子所产生的负四阶色散和自相位调制的相互作用，甚至可以发生正常的群速度色散。我们提供了基本的纯四次孤子的保形传输和平坦的时间相位和高阶纯四次孤子的周期调制传输的实验和数值证据。利用解析理论，我们得到了基本纯四次孤子的近似形状，与我们的实验观测结果非常吻合。我们的发现，由于光子晶体波导的独特色散，可以在通信和超快激光器中找到应用。
2015-08-13 physics.optics
Novel development of dissipative-soliton-resonance pulses with pump power in an all-normal-dispersion fiber laser
实验研究了全正常色散光纤激光器中耗散孤子共振（DSR）脉冲随泵浦功率的变化规律。利用非线性光纤环镜实现了光纤激光器的锁模。除了由于峰值功率箝位效应而导致的典型脉冲展宽之外，还观察到脉冲破碎。此外，还观察到随着泵浦功率的增加，脉冲变窄。在特定的工作条件下，由于泵浦功率的增加，导致了多个参量的变化，从而导致了DSR脉冲的不相容演化。
2018-10-07 physics.optics
Dissipative solitons and switching waves in dispersion folded Kerr cavities
本文从理论和实验上研究了积分色散超过自由光谱范围的克尔非线性光学微谐振腔中耗散相干结构的形成。我们证明，沿谐振器的圆周，如周期性变化的色散的任何周期性调制的存在下，可以激发高阶梳状结构。我们探讨了在异常和正常色散情况下相干微梳产生的结果。我们能够通过同步脉冲驱动的高峰值功率在微谐振器中访问该政权。对于孤子的异常色散，我们观察到高阶相位匹配色散波（'凯利样'边带）的形成，折叠的色散穿过频率梳状网格。在正常色散中，我们看到切换波前与法拉第不稳定性引起的倍周期图案共存，表现为强大的卫星微梳高度分离的芯微梳的两侧，同时共享相同的重复率。这种色散调制相位匹配的机制开启了克尔腔物理学和微梳产生的一个维度，特别是对于正常色散下的微梳的光谱扩展和调谐。
2022-05-20 physics.optics
