Floquet valley Hall edge solitons
本研究在含动态畴壁的折射率调制蜂窝结构波导阵列连续系统中，发现了可从线性Floquet边缘态分岔的亮/暗Floquet谷霍尔边缘孤子，其双向局域可实现长距离稳定传播。
2024-07-13 nlin.PS physics.optics
Floquet Topological Dissipative Kerr Solitons and Incommensurate Frequency Combs
本文提出并演示了基于Floquet拓扑工程的二维强耦合谐振器阵列中产生非公度、相位锁定的拓扑孤子频率梳，具有鲁棒性和可调谐梳线间距，拓展了频率梳生成的新范式。
2024-11-11 physics.optics
Topological dipole Floquet solitons
从理论上介绍了一种新型的拓扑偶极孤子在基于可果美螺旋波导阵列的Floquet拓扑绝缘体中的传输。这种孤子从属于不同拓扑间隙的两个边缘状态分叉，并具有不同对称性的明亮包络：一个分量为基波，另一个分量为偶极。偶极孤子的形成是由可果美阵列独特的光谱特性所促成的，这种光谱特性允许来自不同能隙的两个拓扑边缘态在同一边界处同时共存。值得注意的是，这些状态具有相等且几乎为零的群速度以及相同符号的有效色散系数。我们推导出描述偶极孤子分量的包络方程，并在完全连续的模拟中证明，这种状态确实可以在数百个螺旋周期内生存，而不会有任何明显的辐射到体内。
2021-04-17 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Period-doubled Floquet Solitons
本研究提出并实验验证了光子拓扑绝缘体体内周期为驱动周期两倍的Floquet孤子，基于飞秒激光制备的周期性调制蜂窝晶格光波导与Kerr非线性实现，为探究驱动、拓扑与非线性的相互作用提供了可调平台。
2022-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Observation of $π$ solitons in oscillating waveguide arrays
本文在周期性振荡的Su-Schrieffer-Heeger波导阵列中实验观测到反常π模式，并首次实现从拓扑带隙中分岔出的拓扑π孤子，其中二维阵列还首次实现了Floquet光子高阶拓扑绝缘体。
2023-07-24 nlin.PS physics.optics
Observation of unidirectional soliton-like edge states in nonlinear Floquet topological insulators
二维固态拓扑材料的一个显著特征是存在对无序散射不敏感的导电电子边缘态。这种单向边缘状态已经在固态电子系统之外的许多实验环境中进行了探索，包括光子器件，机械和声学结构等。了解拓扑态在粒子间相互作用和非线性存在下的行为是非常有趣的。在这里，我们实验证明了单向类孤子的非线性态的光子拓扑绝缘体的边缘组成的激光写入波导。由于周围玻璃的光学克尔非线性，类孤子波包形成无衍射相干结构，由于系统的固有无间隙性，该结构缓慢地辐射功率。类孤子边缘态的实现为理解非线性系统和粒子间相互作用系统中的拓扑现象铺平了道路。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Soliton interaction mediated by cascaded four wave mixing with dispersive waves
我们证明了两个光孤子之间的色散波的捕获发生时，孤子上的波的共振散射导致几乎完美的反射。从辐射到孤子的动量转移导致它们之间的相互吸引和随后的碰撞。在传输过程中，被捕获的辐射的光谱可以扩展或收缩，这是通过安排孤子的碰撞或分离来控制的。
2013-05-25 nlin.PS physics.optics
Broadband Resonance-Enhanced Frequency Generation by Four-Wave Mixing in a Silicon Floquet Topological Photonic Insulator
本文在硅基Floquet拓扑光子绝缘体中利用Floquet缺陷模式共振，通过四波混频实现了10.1 nm范围内平均增强12.5 dB的宽带频率产生，为拓扑保护光子平台上的稳健光源提供了新途径。
2022-02-07 physics.app-ph physics.optics
Four-wave mixing of linear waves and solitons in fibres with higher order dispersion
我们推导出任意色散光纤中孤子和线性波之间四波混频的相位匹配条件，并通过这个过程演示了新的光谱分量的共振激发。
2004-07-19 physics.optics
Observation of Topological Band Gap Solitons
拓扑材料表现出量子化不变量所决定的性质，使它们对扰动具有鲁棒性。这种拓扑保护是一种普遍的波动现象，不仅适用于固态材料中的电子，而且适用于光子系统、超冷原子、机械系统、电路、激子-极化激元等。然而，这些系统中的绝大多数研究都集中在线性域，即，其中粒子间的相互作用不起作用。在这里，我们实验观察孤子-传播而不改变形状作为非线性的结果-在大部分的光子Floquet拓扑绝缘体。这些孤子表现出与普通带隙中的孤子根本不同的行为，因为它们执行与晶格拓扑结构相关联的回旋加速器样轨道。具体来说，我们采用激光写入的波导阵列，沿波导轴的周期性变化，引起非零Floquet绕组数，其中的非线性产生的光学克尔效应的环境玻璃。这里描述的效应适用于一系列玻色子系统，因为它由聚焦非线性薛定谔方程描述，即，具有吸引相互作用的Gross-Pitaevskii方程。
2019-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
A collective modulation instability of multiple four-wave mixing
本文研究了单模光纤或波导中双频泵浦产生的多重四波混频的调制不稳定性。通过应用Floquet理论帐户的周期性四波混频，我们揭示了集体类型的不稳定性发生在异常色散制度。通过非线性薛定谔方程的数值解验证了我们对线性稳定性分析的解释
2011-05-30 nlin.PS physics.optics
Parametrically tunable soliton-induced resonant radiation by three-wave mixing
我们证明了时间孤子可以通过三波混频非线性引起共振辐射。这构成了一类新的共振辐射，其光谱位置是参数可调的。实验验证是在一个周期性极化的锂离子晶体，其中飞秒近红外孤子被激发和共振辐射波的观察正是在计算的孤子相位匹配波长通过和频和差频产生的非线性。这将超连续谱带宽很好地扩展到中红外以跨越550-5000 nm，并且通过改变三波混频相位匹配条件，中红外边缘在1000 nm以上是参数可调的。研究结果对二次非线性微谐振器产生明亮宽带超连续谱和频率梳具有重要意义。
2017-03-24 physics.optics
$π$-solitons on a ring of waveguides
研究了周期性振荡波导环上$π$-孤子的存在性与稳定性，揭示了Floquet结构中反常拓扑$π$-模的强耦合机制及其对拓扑孤子性质的影响。
2023-07-19 nlin.PS physics.optics
Resonantly enhanced polariton wave mixing and Floquet parametric instability
提出用 Floquet Maxwell 方程描述非线性声光泵浦-探测系统，解析解释 SiC 光放大并预测临界泵浦以上的极化激元对参数不稳定性。
2019-10-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Two-Dimensional Nonlinear Mixing Between a Dissipative Kerr Soliton and Continuous Waves for a Higher-Dimension Frequency Comb
耗散克尔孤子（DKS）通过其群旋转速度和相旋转速度表现出两个自由度。将DKS周期性地提取到波导中产生脉冲训练，并分别产生所得到的光学频率梳的重复率和载波包络偏移。在这里，我们证明，它是可以创建一个系统，一个单一的重复率，但两个不同的相速度，采用双驱动力。通过将这些相速度转换为频率，我们从实验和理论上证明，它们可以在任何四波混频过程（包括简并泵浦和非简并泵浦效应）之后混合并创建新的相速度光。特别是，我们表明，多泵浦DKS可能会产生一个二维频率梳，级联非线性混频发生在相速度维度以及传统的模式数维度，并在每个维度的重复率不同的数量级。
2023-03-20 physics.optics
Edge Solitons in Nonlinear Photonic Topological Insulators
我们从理论上证明了光子拓扑绝缘体可以支持边缘孤子，这些边缘孤子具有很强的自局域性，并且沿着晶格边缘单向传播。光子拓扑绝缘体由耦合螺旋波导的Floquet晶格组成，在具有局部克尔非线性的介质中。线性晶格的拓扑相位对孤子的行为有很大的影响。拓扑非平凡相给出了一个连续的孤子族，而拓扑平凡相给出了一个嵌入的孤子，发生在一个单一的权力，并产生自诱导的局部非线性位移的站点间耦合。孤立子可用于非线性开关和逻辑运算，这些功能在拓扑光子学中尚未被探索。我们演示了利用孤子通过窄通道进行选择性滤波，以及利用孤子碰撞进行光开关。
2016-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid squeezing of solitonic resonant radiation in photonic crystal fibers
本文报道了在光子晶体光纤中存在一种新的压缩现象，这种压缩现象介于相干态下单脉冲的四波混频压缩和自相位调制压缩之间。这种混合压缩发生在任意短孤子在光纤零群速度色散点附近发射准单色共振辐射时。由于经典孤子的存在，共振频率附近的光子变得强相关，并且量子噪声降低到散粒噪声水平以下。
2011-02-16 nlin.PS physics.optics
Composite solitary vortices of three-wave mixing in quasi-phase-matched photonic crystals
本研究在三维棋盘格式准相位匹配光子晶体中实现三波混频复合涡旋孤子的稳定传播，发现四种模式组合的四类孤子中仅涡旋加倍型可长距离稳定，深化了三维QPM-PhC涡旋光束操控的认知。
2024-08-17 physics.optics
Red solitons: evidence of spatio--temporal instability in $χ^{(2)}$ spatial-soliton dynamics
在$χ^{(2)}$三波混频中，噪声种子的时空调制不稳定性对空间孤子动力学有着显著的影响，导致在没有高频场参与的情况下观察到反直觉的孤子。
2003-04-08 physics.flu-dyn physics.optics
Controlled Floquet Dynamics and Topological Bound States in Continuum via Colored Quantum Random Walks
本研究基于二维有色量子随机行走框架，利用SU(3)群表示与颜色自由度，无需外驱动即可实现可控Floquet态与色散型连续谱拓扑束缚态，为相关拓扑量子态研究提供新平台。
2025-03-21 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Collective Topological Dark Solitons, Platicons, and Bright-Like Solitons in Normal Dispersion Optical Frequency Combs
Northeastern University（东北大学）；Institute for NanoSystems Innovation, Northeastern University（东北大学纳米系统创新研究所）
该研究利用二维克尔谐振器晶格的拓扑边缘态，无需辅助机制即可在正常色散 regime 中产生集体暗孤子、平孤子及类亮孤子态，拓展了集成光频梳的应用平台。
2026-08-26 nlin.PS physics.optics
Mid-IR femtosecond frequency conversion by soliton-probe collision in phase-mismatched quadratic nonlinear crystals
数值计算表明，超短自散焦时间孤子与近红外弱脉冲探测器碰撞，可以将探测器转换到中红外，当孤子阶数较高时，转换效率接近于理想.在二次非线性晶体（β-硼酸钡）中，由于级联（相位失配）二次谐波的产生，在正常色散区可以形成近红外自散焦孤子，而在$λ=2.2-2.4~μ\rm m$之间的反常色散区可以形成中红外转换波，作为共振色散波.这个过程依赖于非简并四波混频介导的级联孤子探测和频产生的有效的负交叉相位调制项。
2015-05-22 physics.optics
Enhanced quantum emission from a topological Floquet resonance
本研究利用非磁性可调谐反常Floquet绝缘体，通过自发四波混频增强纠缠光子对产生，验证了非经典性与时间-能量纠缠，为鲁棒量子源提供新途径。
2024-07-22 physics.optics quant-ph
Switching via Wave Interaction in Topological Photonic Lattices
本研究分析含反向传播子域界面的螺旋波导蜂窝Floquet晶格，揭示拓扑保护界面模的单向传播特性，提出通过模混合实现入射光全/部分路由的波切换机制。
2023-05-08 nlin.PS physics.optics
Soliton-induced relativistic-scattering and amplification
孤子在光子学中具有根本的重要性，这是由于其在光学数据传输中的应用，也是研究新现象的工具，这些新现象包括在新频率下的光产生和波捕获到流氓波。孤子也是相对论性散射体：它们产生以光速运动的折射率扰动。在这里，我们发现这种扰动以一种不寻常的方式散射光：它们通过混合正负频率来放大光，正如我们使用第一玻恩近似和数值模拟所描述的那样。可以观察到这些效应的最简单的情况是在光孤子传播的初始阶段：陡峭的冲击波阵面发展，可以有效地将第二个较弱的探测脉冲散射成相对强烈的正和负频率模式，以孤子为代价进行放大。我们的研究结果显示了一种新的全光放大方案，依赖于相对论散射。
2012-11-01 physics.optics
Four-wave mixing and enhanced analogue Hawking effect in a nonlinear optical waveguide
本文详细研究了光在波导中传播的孤子上的光的散射。当不采用旋波近似时，我们证明了控制微扰的线性化波动方程与控制原子玻色凝聚体中声子传播的线性化波动方程具有相同的结构。通过考虑到充分的色散关系，然后我们表明，编码的光子对的生产的散射系数被放大的共振效应相关的调制不稳定性发生在一个连续波的存在。当使用一个现实的例子，氮化硅波导的二氧化硅基板上，我们发现，持续时间为10 fs的孤子会自发地发射约一个光子对每厘米，它的旅行，这使得效果很容易观察。这一结果证实了数值求解方程编码的克尔非线性和管理的演变的全场（孤子加微扰）。我们讨论了与以前的作品致力于模拟霍金效应的对创建率约6个数量级小的链接。
2019-03-21 gr-qc physics.optics
Diffraction manipulation by four-wave mixing
我们提出了一个利用四波混频过程对光场之间的相对角度的依赖性来操纵傍轴衍射的方案。本文介绍了一个在λ型能级结构中四波混频的微观模型，并与最近的实验数据进行了比较。我们发现，图像的特征尺寸低至10微米，可以传播非常少，甚至负衍射。该机制与非线性介质中空间孤子形状守恒的机制完全不同，因为在这里，任意空间分布的衍射都被抑制。同时，非线性过程固有的增益防止了损耗，并允许在高光学深度下操作。我们的方案不依赖于原子运动，因此适用于气态和固态介质。
2014-11-28 physics.optics
Efficiency of dispersive wave generation from a dual-frequency beat signal
时间孤子的色散波发射可以描述为一对单色连续波触发的级联四波混频过程。我们报告的实验和数值计算结果表明，这个过程的效率是强烈的和非平凡的CW泵浦激光器的频率失谐的影响。我们解释我们的结果表明，输入的双频拍频信号的各个周期可以演变为高阶孤子的时间压缩和孤子裂变管理DW效率。基于孤子阶的失谐依赖性的分析预测与实验和数值观测结果非常吻合。
2016-07-18 physics.optics
Atomic-scale imaging of laser-driven electron dynamics in solids using subcycle-resolved x-ray-optical wave mixing
我们调查激光驱动的电子动力学在固体中的原子尺度上，并在真实空间内的Floquet形式主义，并开发了一种方法的基础上亚周期分辨X射线光波混合重建这些动态。我们分析了时间反转和反转对称性如何影响光致电荷分布和微观电子流的性质。几个例子的$μ$阶带隙晶体的微观光学响应的情况下，当有一个相当大的或消失的$μ$阶宏观响应进行了比较。然后，我们分析的后果，晶体对称性上的亚周期分辨X射线光波混合，一个过程中，一个X射线脉冲的持续时间短于光周期的驱动脉冲与激光修整晶体相互作用。在此基础上，我们提出了一种利用X射线-光混频谱的动量和延迟依赖关系来重建光致电荷分布傅里叶分量的振幅和相位的方法。亚周期分辨的X射线-光波混频也揭示了微观光学响应的时间振荡的相位和微观激光驱动电子流的一些性质。
2020-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Efficient extreme-ultraviolet high-order wave mixing from laser-dressed silica
固体\cite{ghimire11a,schubert14a,luu15a,golde08a}在强激光脉冲照射下的高次谐波发射正在彻底改变我们对强场固光相互作用\cite{ghimire11a,schubert14a,luu15a,vampa15b,yoshikawa17a,hafez18a,jurgens20a}的理解，同时开辟了通向具有定制发射轮廓和纳米级光场控制\cite{franz19a,roscamCLEO21}的新型、全固体、相干、短波长桌面源的途径。迄今为止，宽带光谱已经产生到极紫外（XUV）\cite{luu15a,luu18b,han19a,uzan20a}，但相对较低的转换效率仍然落后于基于气体的高谐波产生（HHG）源\cite{luu15a,luu18b}，并阻碍了更广泛的应用。在这里，我们克服了低转换效率的双色波混合。一个量子理论表明，我们的实验遵循一种新的产生机制，其中传统的带间和带内的非线性动力学的Floquet-Bloch dressed状态的提升，使固体HHG在XUV更有效的至少一个数量级。微扰光波混频后的发射强度定标，结合发射频率的角分离，使我们的方法成为全固态相干XUV光源和研究光工程材料的决定性一步。
2022-09-30 cond-mat.other physics.optics
Fate of Topological Edge States in Disordered Periodically-driven Nonlinear Systems
本文用适配周期驱动系统的自洽方法获得Floquet拓扑边缘定态，揭示其寿命转变由Krein符号与本征态碰撞表征，并阐明随机势与非线性竞争导致边缘态寿命均等及相反的延长或缩短效应。
2021-11-16 cond-mat.dis-nn math-ph math.MP
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
Thermalized polarization dynamics of a discrete optical waveguide system with four-wave mixing
在描述偏振光在分立波导中传输的紧束缚模型下，研究了存在四波混频时两个耦合矢量场的统计力学。能量和功率守恒定律使制定的平衡性质的极化状态的吉布斯措施与正温度。建立了过渡线$T=\infty$，在该过渡线之外产生离散矢量孤子。此外，在大的非线性的限制下，得到的斯托克斯参数的分布的解析表达式被发现是只依赖于初始偏振态的统计特性，而不是非线性的强度。系统演化到最终的平衡态是通过中间阶段时，波导之间的能量交换仍然可以忽略不计。在这个制度的斯托克斯参数的分布有一个复杂的多峰结构强烈依赖于非线性耦合系数和初始条件。
2013-07-11 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.optics
