Steady-periodic method for modeling mode instability in fiber amplifiers
我们提出了一个详细的描述，在我们的高功率，稀土掺杂，大模场面积光纤放大器的模式不稳定性模型中使用的方法。我们的模型假设稳定的周期性行为，所以它是适当的操作后，打开瞬态已经消散。它也可以适用于瞬态情况。我们描述了我们的算法，其中包括快速傅里叶变换的信号场的传播，激光增益方程的稳态解，和两种方法求解随时间变化的热方程：交替方向隐式积分，和格林函数法稳定周期加热。
2013-01-28 physics.optics
Transverse mode instability and thermal effects in thulium-doped fiber amplifiers under high thermal loads
我们实验分析了超快，掺铥光纤放大器的平均功率缩放能力。理论上预测，在观察到横模不稳定性（TMI）开始之前，发射波长在2 μ m左右的掺铥光纤激光器系统应该能够承受比掺Yb光纤激光器高得多的热负荷。在这项工作中，我们通过在非常高的热负荷下操作掺铥光纤来实验验证这一理论预测。在单独的实验中，我们分析了两种不同的大芯，掺铥光纤放大器的性能。第一个实验的目的是在超过300 W/m的极端热负载水平下操作短的、非常大的芯的掺铥光纤放大器。即使在这种极端的热负荷水平下，也没有观察到TMI的发生。第二个实验最大限度地提高了可提取的平均输出功率从一个大的核心，铥掺杂，光纤放大器。我们已经实现了1.15千瓦的泵限制的平均输出功率没有TMI的发病。然而，在此功率水平下较长时间的操作期间，放大器性能稳定地下降，并且此后对于超过847 W的平均功率可以观察到TMI。这是第一次，据我们所知，TMI已被报道在掺铥光纤放大器。
2022-01-06 physics.optics
Overcoming Bifurcation Instability in High-Repetition-Rate Ho:YLF Regenerative Amplifiers
本文通过增益饱和策略（降低重复频率与冷却晶体）抑制Ho:YLF再生放大器中的分岔不稳定性，在1 kHz下实现6.9 mJ高能量输出，脉冲间波动仅1.1%。
2015-10-23 physics.optics
Study of dopant concentrations on thermal induced mode instability in high power fiber amplifiers
研究了高功率光纤放大器中模式不稳定性与掺镱浓度的关系。理论分析表明，只要改变光纤长度以保持相同的总小信号泵浦吸收，MI阈值与掺杂浓度无关。测量了掺镱浓度为5.93 × 10 ~（25）/m ~ 3和1.02 × 10 ~（26）/m ~ 3的增益光纤的MI阈值，它们的阈值相近，与理论结果一致。结果表明，在不降低MI阈值的情况下，通过对有源光纤进行重掺杂，可以有效抑制非线性效应，为同时考虑受激布里渊散射、受激拉曼散射和MI阈值，最大化光纤激光器的输出功率提供了一种方法。
2015-11-21 physics.optics
Study on the power scaling and mode instability property in an all-fiber narrow-linewidth tapered fiber amplifier
研制了一种基于拉锥型掺镱光纤的高功率窄线宽光纤放大器。在实验中，锥形光纤的窄端被用作泵浦源和信号光的输入端口，形成了一个鲁棒的全光纤结构。受激布里渊散射（SBS）由于其模式面积逐渐增加，以及连续变化的布里渊频移依赖于核心直径有效地抑制。实验结果表明，在无受激布里渊散射（SBS）和模式不稳定性（MI）的情况下，获得了260 W的输出功率，斜率效率为71.3%，窄线宽为~2GHz。当输出功率达到260 W时，观察到的是MI而不是SBS。实验研究了MI的特性。指出了尽管在减小其它非线性效应方面具有优势，但在高功率窄线宽输出方面，介质阻挡效应似乎是限制锥形光纤放大器性能的主要和持续因素。据我们所知，这是第一个详细的实验研究MI在锥形光纤。最后，在此基础上，对锥形光纤和整个系统的SBS和MI抑制的优化进行了一些有价值的讨论。
2016-12-28 physics.optics
Supercontinuum amplification by Kerr instability
本文通过Kerr不稳定性在四波光学参量放大器中实现超连续谱放大，实验获得近一个倍频程无空间啁啾的光谱及两周期脉冲，理论上探索了近红外单周期放大区间。
2023-11-14 physics.optics
Spontaneous Rayleigh seeding of stimulated Rayleigh scattering in high power fiber amplifiers
我们估计的斯托克斯波的受激热瑞利散射（STRS）产生的热波动，瞬时改变在核心的折射率分布的光纤芯的启动功率。横向温度梯度经由热光效应产生横向折射率梯度，并且如果波动频率位于STRS增益带中，则它可以将光从模式LP $_{01}$耦合到LP $_{11}$以到达种子STRS。这种自发瑞利种子可能比量子背景更强，并且可能影响光纤放大器的模式不稳定性阈值。这种新的种子估计可以被并入STRS模型中以改进阈值计算。
2013-09-03 physics.optics
Theory of Transverse Mode Instability in Fiber Amplifiers with Multimode Excitations
该研究推导了任意多模激励下光纤横模不稳定性（TMI）阈值的半解析理论，揭示多模激励下热光短程耦合可降低噪声增长率，证实TMI阈值随激励模式数线性提升且该规律适用于不同结构光纤。
2024-07-12 physics.optics
Influence of seed power on mode instabilities in high power fiber amplifiers
我们使用半解析模型的受激热瑞利散射目前的理论研究种子功率模式的不稳定性与光暗化的存在。研究了模式不稳定性随种子功率的变化规律。低种子功率阈值的非线性依赖性归因于增益饱和的影响，而高种子功率阈值的降低行为归因于光暗化的影响，这与实验结果吻合得很好。
2016-01-25 physics.optics
High-brightness multimode fiber laser amplifier
本文研究基于波前整形的多模光纤激光放大器，通过将散斑转换为集中光斑实现168 W高亮度输出，并提出全光纤方案，为突破单模光纤功率限制提供新路径。
2025-04-11 physics.optics
Transfer Learning for Transformer-Based Modeling of Nonlinear Pulse Evolution in Er-Doped Fiber Amplifiers
本文提出基于Transformer的神经网络模型，通过合成数据预训练与少量实验数据微调的两阶段迁移学习策略，解决了掺铒光纤放大器中非线性脉冲演化建模的数据稀缺问题，并精确再现了调制不稳定性和高阶孤子传播等复杂光谱结构。
2025-11-06 physics.optics
Transverse modulational instability of partially incoherent soliton stripes
基于Wigner分布方法，分析了部分非相干性对非线性克尔介质中孤子结构横向不稳定性的影响。它明确示出，对于洛伦兹不相干谱的部分不相干引起的阻尼抵消，并倾向于抑制，横向不稳定性的增长。然而，一般的图片是更复杂的，它表明，部分非相干的效果取决于至关重要的非相干谱的形式。事实上，对于具有有限均方根宽度的光谱，部分不相干甚至可以增加增长率和不稳定的横波数的范围。
2003-11-14 physics.optics
Transverse Mode Instability
本文综述了近十年来横模不稳定性对高功率光纤激光器系统的影响以及国际上对横模不稳定性的研究。这份手稿包括实验观测的描述，这种效应的物理起源，以及一些建议的缓解策略。
2020-04-30 physics.optics
Soliton transverse instabilities in nonlocal nonlinear media
从理论和数值两方面分析了非局域非线性介质中空间亮孤子的横向不稳定性。我们表明，非局部非线性响应导致孤子条纹的横向不稳定性的显着抑制，我们推导出的不稳定性增长率在短波和长波近似的渐近表达式。
2007-08-20 physics.optics
Elimination of transverse instability in stripe solitons by one-dimensional lattices
我们从理论和实验上证明了在自散焦非线性作用下，相干孤子条纹在一维光子晶格中传播时，其横向不稳定性可以得到很大的抑制或完全消除。
2012-05-03 nlin.PS physics.optics
Effects of four-wave-mixing in high-power Raman fiber amplifiers
在这项工作中，我们推导和提出的耦合振幅方程来描述不同的拉曼光纤放大器（RFAs）的不同横模的不同光谱分量的演变。通过数值模拟研究了基模四波混频和模间四波混频对高功率射频放大器的影响。具体地说，有效的FM FWM相互作用可能会发生，并导致下降的拉曼阈值RFAs超过50%，尽管相应的波矢失配是相当大的。此外，IM FWM还可以影响RFA的拉曼阈值，并在高阶模式中额外产生一阶拉曼斯托克斯光。我们还研究了初始插入的泵浦和种子激光器的强度波动对高功率射频放大器的影响。结果表明，初始插入泵浦光的时间稳定性对高功率射频放大器的影响要比初始插入种子光的时间稳定性大得多。通过引入时间稳定的激光作为初始抽运激光，可以有效抑制FM四波混频和IM四波混频效应，使大功率射频放大器的拉曼阈值提高一倍以上。
2019-10-27 physics.optics
Transverse instability of hybrid solitons in the strong light-matter coupling regime
本文研究强光-物质耦合平面波导中双分量孤子的横向不稳定性，通过渐近展开与数值模拟分析亮、灰-暗及灰-灰孤子，揭示其导致高强度斑点形成及涡旋-反涡旋对自发成核的机制。
2025-10-08 nlin.PS physics.optics
Observation of transverse instabilities in optically-induced lattices
本文对光致晶格中的布洛赫波不稳定性进行了实验研究。我们揭示了两种不同的不稳定性的情况下，无论是横向调制不稳定性的一个单一的布洛赫波，或不同的布洛赫波之间的非线性带间耦合。这些效应与均匀介质中的横向不稳定性进行了比较，结果表明折射率的周期性调制大大增强了横向不稳定性。
2003-07-29 nlin.PS physics.optics
Transverse instability and dynamics of nonlocal bright solitons
研究了二维非局域非线性介质中亮孤子条纹的横向不稳定性和动力学性质。使用多尺度微扰方法，我们推导出解析的一阶修正孤子的形状，其特点是在时间上的指数增长-签名的横向不稳定性。孤子的特征时间尺度与其指数增长，被发现依赖于非局域性参数的平方根。这反过来又突出了非局域性引起的横向不稳定性的抑制。我们的分析预测证实了直接数值模拟，与分析结果与数值吻合良好。
2021-05-19 nlin.PS nlin.SI physics.optics
Parametric Instability in Long Optical Cavities and Suppression by Dynamic Transverse Mode Frequency Modulation
在先进的引力波探测器中，预言了三模参量不稳定性。在这里，我们提出了第一次观察到这种现象，在一个大规模的悬浮光学腔设计的先进的引力波探测器。我们的研究结果表明，以前的建模假设，横向光学模式是稳定的频率，除了热变形时间尺度上的频率漂移是不太可能是有效的悬浮质量光学腔。我们证明了镜形误差引起的光斑位置的横向模式偏移频率的依赖性。结合悬挂镜的低频剩余运动，这导致抑制有效参量增益的横模频率调制。我们表明，这种增益抑制机制可以通过激光光斑抖动或快速热调制来增强。使用先进的LIGO测试质量数据和热建模，我们表明，增益抑制因子为10-20可以实现的个别模式，足以大大改善参数不稳定性问题。
2015-01-13 gr-qc physics.optics
Transverse instability of dark solitons in spin-orbit coupled polariton condensates
研究了自旋轨道耦合极化激元凝聚中的暗孤子及其稳定性。该系统支持两种类型的旋量孤子：常规（对称）暗孤子和非对称半暗孤子。它们表现出本质上不同的行为时，自旋轨道耦合的强度的变化。一维自旋轨道耦合暗孤子通常是不稳定的，而半暗孤子可以是稳定的。在横向不稳定性发展的早期阶段，二维暗孤子转变为不对称的蛇形图案，随后转变为具有显著不同形状的涡旋-反涡旋孤子集。根据自旋-轨道耦合的符号，这种孤子可能有两种不同的不稳定性情况，其中一个分量中的涡旋对应于另一个分量中的涡旋或反涡旋。二维半暗孤子的衰减导致半涡旋链的形成。
2018-08-28 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.optics
Thresholdless dynamical instability in transverse $\mathcal{PT}$-symmetric scattering systems: The hidden role of bound states in the continuum
School of Education, Jiangsu Open University（江苏开放大学教育学院）
本文揭示了横向$\u0001PT$-对称散射系统中由对称保护的连续谱束缚态驱动的无阈值动力学不稳定性，阐明了微扰作用机制并通过模型验证，建立了相关器件的稳定性判据与设计原则。
2026-09-01 physics.optics quant-ph
Generalized modulational instability in multimode fibers: wideband multimode parametric amplification
本文分析了多模光纤中多个空间模和偏振模传输时的模间调制不稳定性。对描述光纤中模式演化的耦合非线性薛定谔方程进行线性化处理，并将其归结为特征值问题。结果，每个模式的放大可以通过矩阵的本征值和本征向量来描述，该矩阵存储关于模式的色散特性和泵浦的模式功率分布的信息。还提供了一些有用的分析公式，估计作为系统参数的函数的模态放大率。最后，三阶色散和吸收损耗的影响进行了评估，这揭示了一些令人惊讶的现象到IM-MI动力学。这些结果概括了以前的研究双峰MI，2个空间或偏振模式之间的相互作用，最一般的情况下，$N>2$相互作用模式。此外，它们为宽带多模参量放大器的实现铺平了道路
2015-08-03 nlin.PS physics.optics
Spatially incoherent modulational instability in a non local medium
研究了非相干源激发下非局域介质中的一维横向调制不稳定性。采用未掺杂的非线性液晶在一个平面的预倾斜配置，我们调查的作用，与空间非本地分子重新取向的不相干诱导的光谱展宽。使用Wigner变换对该现象进行建模。
2004-09-27 nlin.PS physics.optics
