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
Multimode Nonlinear Dynamics in Anomalous Dispersion Spatiotemporal Mode-locked Lasers
研究了反常色散激光器的时空锁模。可以观察到具有不同模态含量的锁模态，但我们发现很难观察到高度多模态。我们描述了这些锁模态的性质，并将其与数值模拟的结果进行了比较。讨论了利用多模孤子产生高多模态和激光的前景。
2022-08-01 physics.optics
Spatiotemporal mode-locking in multimode fiber lasers
激光器基于其谐振器的电磁模式，谐振器提供振荡所需的反馈。用单横模控制激光器中纵模的相互作用已经取得了巨大的进展。例如，超快科学领域建立在激光器上，激光器将许多纵模锁定在一起，形成超短光脉冲。然而，激光器中多个纵模和横模的相干叠加却很少受到关注。众多不同的频率间隔，强烈的色散，以及模式之间复杂的非线性相互作用，大大有利于退相干的出现秩序。在这里，我们报告的锁定多个横向和纵向模式的光纤激光器产生超快时空脉冲。我们使用渐变折射率多模光纤（GRINMMF）构建多模光纤腔。这导致空间和纵向模式色散是可比的。这些色散被强大的腔内空间和光谱滤波所抵消。在这些条件下，我们实现时空，或多模（MM），锁模。还可以观察到其他多种多模非线性动力学过程。多模光纤激光器为三维非线性波传播的研究开辟了新的方向。产生可控时空场的激光器，峰值功率比现有设计增加几个数量级，应该是可能的。这将增加激光在许多已建立的应用中的实用性，并促进新的应用。
2017-10-09 nlin.PS physics.app-ph physics.optics
Wave turbulence, thermalization and multimode locking in optical fibers
该研究基于波湍流理论推导多模光纤光学热化的动力学方程，解释梯度折射率光纤的光束自清洁效应，分析折射率无序的作用，经模拟和实验验证，还发现光束自清洁伴随模式锁模，为相关研究提供新方向。
2025-05-16 physics.optics
At the threshold of distributed Kerr-lens mode-locking in a Cr:ZnS waveguide laser
本研究验证了中红外Cr:ZnS波导激光器基于非线性空间模式耦合实现时空锁模的可行性，发现泵浦光诱导的软光阑可调控空间模式，为分布式克尔透镜锁模及光子弹形成奠定基础。
2023-01-25 physics.optics
Bistability and all-optical memory in dual-mode diode lasers with time-delayed optical feedback
提出了一种基于双模半导体激光器单模态双稳特性的全光存储方案。该系统的建模使用多模扩展的Lang-Kobayashi方程与注入光脉冲。我们发现的分叉结构，推导出的解析表达式的边界上的存储器区域和演示如何在外部腔中的延迟时间确定一个最佳的脉冲持续时间的存储器元件的有效切换。我们还显示了相关的作用所发挥的增益饱和和双模式的解决方案的Lang-Kobayashi方程的存在下的区域。我们的研究结果表明，反馈引起的双稳态可以导致显着的性能改善时，相比基于注入锁定双稳态的双模器件的存储元件。
2012-01-16 physics.optics
Spatiotemporal mode-locking and photonic flywheel in multimode microresonators
耗散克尔孤子（DKS）频率梳-也称为微梳-可以说是在腔非线性光子学中创造了一个新的领域，理论，实验和技术研究之间有很强的交叉作用。时空锁模（STML）不仅为超快激光技术增加了新的自由度，而且为利用光子学实现模拟计算机和启发式优化器提供了新的见解。在这里，我们结合了DKS和STML的原理，首次展示了STML DKS通过开发一个未开发的超高品质因数的法布里-珀罗微谐振器的基础上渐变折射率多模光纤（GRIN-MMF）。利用模间受激布里渊散射，我们可以选择性地激发本征模DKS或STML DKS。此外，我们展示了一个超低噪声的微梳，提高了光子飞轮的基本梳线宽和DKS定时抖动的性能。所展示的基本梳状线宽为400 mHz和DKS的500阿秒的定时抖动分别代表了25倍和2.5倍的改进，从国家的最先进的。我们的研究结果表明，GRIN-MMF FP微谐振器作为一个理想的测试平台，高维非线性腔动力学和光子飞轮的相干性和超低的定时抖动的潜力。
2022-03-19 nlin.PS physics.optics
Multimode Mamyshev Oscillator
提出了一种时空锁模的Mamyshev振荡器。各种各样的多模锁模状态，具有不同程度的时空耦合，观察。我们发现，一些控制的模式内容的输出光束是可能的，通过腔的设计。模拟与实验的比较表明，时空锁模是通过非线性模间相互作用和空间滤波，以及Mamyshev机制。这项工作是第一次探索的时空模式锁定在振荡器与Mamyshev饱和吸收。
2021-10-07 nlin.AO physics.optics
Spatial cage solitons -- taming light bullets
多模非线性光学提供克服纤维光学的长期存在的限制，紧密地相位锁定几个空间模式，并使波包能够通过多模光纤的相干传输。在中空充气光纤中，将多mJ脉冲时间压缩到几个周期的持续时间时遇到了类似的问题。将光纤长度扩展到6米，中空光纤最近达到了1 TW的峰值功率。然而，尽管中空纤维压缩机的显著效用及其广泛应用，但是，不存在分析模型以使能够洞察最大压缩率和峰值功率的缩放行为。在这里，我们扩展了最近推出的形式主义，用于描述锁模的空间模拟的情况下锁定空间光纤模式在一起。我们的形式主义揭示了两个孤立子分支的异常模式色散的共存，并表示形成稳定的时空光子弹，这将是不稳定的自由空间，类似于锁模理论中的时间笼孤子。我们的模型能够更深入地理解这种光子弹形成背后的物理过程，并预测多模孤子在比以前认为可能的更广泛的光纤类型中的存在。
2021-06-15 physics.optics
Dynamics of a broad-band Quantum Cascade Laser. From chaos to coherent dynamics and mode-locking
在基于有效半导体Maxwell-Bloch方程的模型中研究了多模量子级联激光器的动力学，包括辐射-介质相互作用的关键特征，如非对称性、频率依赖性、增益和折射率以及由亨利因子提供的相位-振幅耦合。通过考虑自由光谱范围和亨利因子的作用，我们开发了适合于识别允许不稳定的条件的标准，接近阈值，由激光器发射的行波，并导致混沌或规则的多模动力学。在后一种情况下，我们的模拟表明，场振荡与沿激光腔，桥接锁模和孤波传播的自约束结构。此外，我们展示了如何RF调制的偏置电流导致主动锁模产生高对比度，皮秒脉冲。我们的结果与最近的宽带THz准分子激光器实验结果进行了比较，有助于理解中红外和THz波段超短脉冲产生和梳状操作的条件
2017-10-20 physics.optics
All-fiber spatiotemporally mode-locked laser with multimode fiber-based filtering
我们首次在全光纤时空锁模激光器中实现了多模光纤干涉滤波。该振荡器产生了平均功率为12 mW、脉宽为6.24 ps、重复频率为24.3 MHz的1036 nm耗散孤子脉冲。报道的脉冲能量（0.5 nJ）表示比先前报道的具有多模干涉滤波的单模全正常色散锁模激光器提高约4倍。数值模拟揭示了腔和时空锁模动力学。所提出的振荡器提出了一种替代方法来实现时空锁模与全光纤设计，可以简单地制造。
2020-06-05 nlin.PS physics.optics
Bandwidth-induced saturation in multimode fiber-based absorbers
该研究通过实验发现，基于多模光纤的可饱和吸收体可饱和吸收源于单模光纤非线性与多模光纤线性透射的相互作用，且连续波分析对长光纤不充分，为超快控制可编程器件开辟新可能。
2024-01-29 physics.optics
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
Floquet phonon lasing in multimode optomechanical systems
腔光学机械系统中的动态辐射压力效应引起自持振荡或“声子激射”行为，在纳米级器件中产生高达GHz频率的稳定振荡器。与光子激光器一样，声子激光通常以单一机械模式发生。我们在这里表明，锁相，多模声子激光可以建立在多模光学机械系统通过Floquet动态诱导的时间调制的激光驱动器。我们证明了这一概念，在一个适当的工程硅光子纳米腔耦合到多个GHz频率的机械模式。我们发现，长期的频率稳定度显着改善多模激射状态作为锁相的结果。这些结果提供了一个路径走向高度稳定的超紧凑型振荡器，脉冲声子激光，相干波形合成，并出现在振荡器阵列中的多模现象。
2021-01-26 physics.optics
Pairwise mode-locking in dynamically-coupled parametric oscillators
激光器中的锁模是一种集体效应，其中由于弱耦合，大量频率模式锁定其相位以一致地振荡，从而形成时间上的超短脉冲。我们证明了一个类似的集体效应耦合参量振荡器，我们称之为“成对锁模”，其中许多对模式的双频率（对称的中心载波）同时振荡锁定相位和，而个别模式的相位保持不确定。因此，尽管是宽带和多模的，但发射不是脉冲的，并且缺乏一阶相干性，同时具有非常高的二阶相干性。我们的配置是由两个耦合的参数振荡器在相同的多模腔，其中的振荡器之间的耦合调制在时间上的腔模式的重复率，与一些类似的激光器中的主动锁模。我们展示了成对锁模在射频（RF）实验，覆盖了一个倍频程的带宽与约20个谐振锁模对，填充DC和泵浦频率之间的大部分可用带宽。我们伴随着我们的实验与分析模型，占阈值附近的耦合参量振荡器的属性。
2021-02-04 physics.optics quant-ph
Robust mode-locking in a hybrid ultrafast laser based on nonlinear multimodal interference
我们实验证明了半保偏（半PM）光纤激光器的实现，其中锁模提供了一个反射多模干涉可饱和吸收体（SA）。在特殊设计的SA中，线偏振光通过PM光纤耦合到15 cm长的渐变折射率多模光纤（GIMF）中，然后通过带有单模光纤（SMF）尾纤的反射镜反射回PM结构。调制深度和饱和峰值功率分别为1.5%和0.6W。建议的SA设备被纳入到一个新的半PM掺铒光纤振荡器，产生的孤子脉冲与409 fs的时间持续时间在33.3 MHz的重复率。提出的光纤激光器与传统的非PM光纤激光器锁模的非线性偏振演化（NPE）的光学特性，如光谱带宽，脉冲持续时间和稳定性能进行了比较。短时间和长时间的稳定性测试和优越的噪声性能证实了鲁棒的锁模在这种设置。
2022-11-19 nlin.PS physics.optics
Switchable lasing in coupled multimode microcavities
提出了可切换多模微激光器的新概念。作为一个通用的，现实的模型，多模微谐振器的两个耦合缺陷的二维光子晶体的系统被认为是。我们从理论上证明，激光腔进入一个选定的谐振腔模式，可以通过注入适当的光脉冲在激光作用的发病（注射播种）。通过直接数值解证明了在短的冷却期后通过重新播种腔的时间模式到模式的切换。从激光双稳性的角度对模式转换作了定性的分析解释。
2007-07-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
All-fiber all-normal-dispersion femtosecond laser with nonlinear multimodal interference based saturable absorber
在这封信中，我们展示了第一个全光纤全正常色散掺镱振荡器与非线性多模干涉为基础的可饱和吸收体能够产生超短耗散孤子脉冲。除了用作可饱和吸收体之外，在单模光纤之间使用多模光纤段还确保了通过获得耗散孤子锁模所必需的多模干涉再成像的带通滤波。该振荡器产生了平均功率为5.8 mW、脉宽为5 ps、重复频率为44.25 MHz的1030 nm耗散孤子脉冲。脉冲通过外部光栅压缩器去啁啾到276 fs。全光纤腔体设计确保了高稳定性，射频频谱中测得$\sim$ 70 dB边带抑制。数值模拟进行调查腔动力学和获得的结果与实验观察相匹配。该腔为实现全光纤耗散孤子锁模提供了一种简单、低成本的方法。
2018-01-17 physics.optics
Self-pulsing in single section ring lasers based on Quantum Dot materials: theory and simulations
从理论上研究了具有量子点有源区的单节半导体环形激光器多模动力学中的相干现象。在单向环配置中，我们的模拟表明，在系统中发生自锁模导致超短脉冲（亚皮秒）与太赫兹重复率。正如行波（TW）解的线性稳定性分析（LSA）所证实的，这种现象是由影响二能级激光器多模动力学的Risken-Nummedal-Graham-Haken（RNGH）不稳定性的类似物触发的。
2018-04-22 physics.optics
Multimode strong-coupling quantum optomechanics
本文从理论上研究了通过线性或二次光机械相互作用耦合到单个腔场模的多个机械振子的动力学。我们特别关注强耦合机制，其中腔的衰减速度比机械模式快得多，并且光机械耦合与机械频率相当或大于机械频率，因此光学和机械系统都在深量子机制中运行。使用一个和两个机械振荡器的例子，我们表明，该系统可以经典地表现出双稳性和分叉，我们探讨了这些表现在干涉，纠缠和相关的量子理论，同时揭示了由于腔波动和相干驱动的机械系统的退相干的影响。
2013-09-27 physics.optics quant-ph
Spatiotemporal mode-locking in lasers with large modal dispersion
单横模锁模激光器中的耗散非线性波动力学已经得到了广泛的研究，而激光器中的三维非线性动力学的研究还很少。最近，时空锁模（STML）被提出用于具有小模式（即，横模）色散，这被认为是在这些腔中实现STML的关键，因为小的色散可以容易地平衡。在这里，我们表明，STML也可以实现在多模激光器具有更大的模式色散，其中我们发现，腔内可饱和吸收体起着重要的作用，抵消大的模式色散。此外，我们观察到一个新的STML现象的被动非线性自动选择的单模锁模，造成的时空饱和吸收和空间增益竞争之间的相互作用。我们的工作显着拓宽了有用的STML激光器的设计可能性，从而使它们更易于应用，并扩展了可在这些激光器中实现的新型耗散时空非线性动力学的可探索参数空间。
2021-04-08 physics.optics
Chaotic mode-competition dynamics in a multimode semiconductor laser with optical feedback and injection
本文数值研究了具有光反馈和光注入的多模半导体激光器中的混沌模式竞争动力学，提出通过调节初始光频率失谐控制主导模式比率，并揭示其区域与注入锁定范围不一致，为光子人工智能应用提供控制技术。
2022-11-15 nlin.CD physics.optics
Developing spatiotemporal solitons in step-index multimode fibers
时空孤子（STS）是一种在空间和时间上都具有局域性的孤立波，涉及复杂的线性和非线性过程。在各种介质中已经观察到了光学STS，但由于多模光纤的模式色散较大，很难在多模光纤中实现STS。在这里，我们报告STS锁模和时空非线性动力学在阶跃折射率多模光纤介导的增益。不同空间模式之间的增益竞争和能量重新分配有助于非线性有效地消除整个脉冲（多分量孤子）的时间分裂和空间衍射，从而保持其在传输过程中的形状。因此，多模光纤中的光学STS开辟了一条新的途径，以澄清时空孤波的基础科学，也意味着重要的应用在多信道通信，光开关和模式面积功率缩放的光纤激光脉冲。
2016-07-19 nlin.PS physics.optics
All-fiber photonic lantern multimode optical receiver with coherent adaptive optics beam combining
首次提出并实现了一种基于光子灯笼和灯笼单模输出的自适应光学相干合束（CBC）的自由空间光通信（FSOC）多模光接收机。与基于电组合信号的类似接收器相比，在光纤中使用光学相干组合用于增加信噪比，并且代表低阶自适应光学的全光纤方法。这种光接收器演示使用光子灯笼与三个输出，光纤耦合器和主动锁相，并在大气条件下有和无湍流进一步研究。
2021-05-20 physics.ins-det physics.optics
A "metaphorical" nonlinear multimode fiber laser approach to weakly-dissipative Bose-Einstein condensates
我们证明了二维非线性波图案的稳定性的耗散禁闭势的手段。基于广义耗散Gross-Pitaevskii方程，利用玻色-爱因斯坦凝聚体的动力学与工作在反常色散区的锁模光纤激光器的动力学之间的密切相似性，进行了解析和数值分析.在最后一种情况下，稳定的二维图案的形成对应于时空锁模，使用耗散增强模式清洗。我们分析了模式不稳定的主要方案，从孤子溶解到分裂和时空湍流，以及它们对梯度耗散的依赖。
2020-10-21 nlin.PS physics.optics
Single mode output by controlling the spatiotemporal nonlinearities in mode-locked femtosecond multimode fiber lasers
由于单模光纤纤芯的空间限制引起的高非线性，限制了光纤锁模激光器的性能。为了大量增加飞秒脉冲的脉冲能量，在振荡器外部获得放大。近年来，时空锁模被认为是光纤激光器的一条新的发展方向。然而，光束质量是高度多模和/或具有低脉冲能量。本文提出了一种在锁模多模光纤振荡器中直接获得高脉冲能量的方法，其输出光束接近单模。我们的方法依赖于通过非线性克尔效应的空间自光束清洁，并且我们展示了具有M2<1.13光束轮廓、高达24 nJ能量和低于100 fs压缩持续时间的多模光纤振荡器。报道的方法是进一步的功率可扩展的较大芯尺寸的光纤，并可能有利于应用，需要高功率超短激光器与商用光纤。
2020-05-14 nlin.PS physics.optics
Multimode oscillation and its route to chaos in transverse-mode-coupled optomechanical resonators
Basic Research Laboratories, NTT, Inc.（NTT公司基础研究实验室）
本文展示横模耦合光机平台，通过工程化机械模式抑制低阶内共振，实现稳定多模振荡，并观察拍频分数化及混沌，为高维非线性动力学提供可扩展平台。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Mode-locking in a semiconductor photonic bandgap laser
该研究在无饱和吸收体的多模半导体光子带隙激光器中实现锁模，通过低色散腔设计产生非脉冲、非啁啾的多种波形，实验验证拍频可调，为按需波形生成提供灵活方案。
2025-01-25 nlin.PS physics.optics
Real-time multimode dynamics of terahertz quantum cascade lasers via intracavity self-detection: observation of self mode-locked population pulsations
太赫兹（THz）量子级联激光器（QCL）的锁模操作和多模不稳定性在过去十年中得到了广泛的研究。由于这些激光器的独特性质，特别是它们的超快增益介质，这些研究揭示了丰富的现象学。由于这一点，在QCL中，腔内场强度的调制引起粒子数反转的强烈调制，直接影响激光电流。在这项工作中，我们表明，这种属性可以用来研究多模太赫兹QCL的实时动态，使用自检测技术结合60 GHz的实时示波器。为了证明这种技术的潜力，我们研究了自由运行的4.2THz QCL，并观察到激光电流的自启动周期性调制，产生规则间隔的，~ 100 ps长的脉冲序列。取决于驱动电流，我们发现两个制度的振荡具有显着不同的属性：第一制度的基本重复率，其特征在于大幅度和相位噪声，具有几十个周期的相干时间;一个更有规律的二次谐波梳状制度，具有典型的相干时间约105个振荡周期。我们解释这些测量使用一组有效的半导体麦克斯韦-布洛赫方程，定性地再现激光动力学的基本特征，表明所观察到的载流子密度和光脉冲是反相的，并出现作为一个相当浅的调制顶部的连续波背景。由于其简单性和多功能性，演示的技术是一个强大的工具，在太赫兹QCL超快动力学的研究。
2021-09-24 physics.optics
Nonlinear $XY$ and $p$-clock models on sparse random graphs: mode-locking transition of localized waves
在二部稀疏随机图上研究了具有非线性相互作用的$XY$模型的统计力学性质。的模型属性进行比较的$p$时钟模型，其中的平面连续自旋离散成$p$值。我们测试的优良性的离散近似的XY自旋用于数值计算和模拟和它的收敛极限在给定的，$p$依赖，温度制度。该模型用于描述激光器中光模相位在临界激射阈值处的锁模跃迁。频率被分配给每个变量节点，并且功能节点实现频率匹配条件。非平凡的非磁化锁相发生在相变，其中相位的频率依赖性在很宽的频率范围内是线性的，如在标准锁模多模激光器中在光功率阈值。
2014-11-17 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.optics
Opto-thermal dynamics in whispering-gallery microresonators
具有高品质因数和小模体积的回音壁模微谐振腔在现代物理中发挥着重要作用。它们已被证明是一个广泛的光子学应用，如非线性光学，光学力学，量子光学和信息处理的多样化平台。由谐振器中的功率积累或环境扰动引起的热行为在高品质因数回音壁模式谐振器中是普遍存在的，并且在其用于各种应用的操作中发挥了重要作用。本文讨论了激光场引起热非线性效应的机制，包括热双稳和热振荡。借助于热双稳效应，我们证明了光热光谱和光学非互易性。另一方面，通过调谐环境的温度，谐振模式频率将偏移，这也可以用于热感测/调谐应用。简要介绍了热锁定技术和热成像机理。最后，我们回顾了在高品质因数谐振器系统中实现热稳定性的一些技术。
2019-11-15 physics.class-ph physics.optics
Spatiotemporal dissipative solitons and vortices in a multi-transverse-mode fiber laser
介绍了一种多模光纤激光器的时空锁模模型，该模型基于（3+1）维五次复Ginzburg-Landau方程（cGLE），该方程具有保守非线性和耗散非线性以及二维横向俘获势。系统的数值分析揭示了各种稳定的非线性模式，包括稳定的基本孤子和呼吸子，以及孤立涡与缠绕数$n=1$，而与$n=2$的涡是不稳定的，分裂成持续旋转的两个单一的涡的束缚态。该系统的一个特征是基本时空孤子和涡旋时空孤子之间的双稳态。
2019-11-27 nlin.PS physics.optics
FLASH: Ultrafast beam quality characterization via spatial-to-temporal mapping
Wuhan National Laboratory for Optoelectronics (WNLO), School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology（武汉光电国家实验室，华中科技大学光学与电子信息学院）
提出FLASH技术，利用多模光纤和多芯光纤延迟线将空间光束变化编码为高速一维脉冲序列，结合深度学习解码，实现100 MHz测量率和0.32%误差，比传统相机快五个数量级。
2026-06-05 physics.optics
All-fiber mode-locked ytterbium-doped fiber laser with a saturable absorber based on nonlinear Kerr beam cleanup effect
基于非线性克尔光束净化效应，提出了一种新型的可饱和吸收体锁模掺镱光纤激光器。可饱和吸收体由2米渐变折射率多模光纤和单模光纤段作为膜片形成。在全正常色散光纤结构下，激光器产生了脉冲宽度为26.38 ps，脉冲能量大于0.25 nJ的耗散孤子脉冲，输出脉冲可被压缩到615.7 fs。此外，该激光器的自启动锁模操作表现出高稳定性，在RF频谱中测得的信噪比为73.4 dB。
2020-10-30 physics.optics
The Complex Spherical 2+4 Spin Glass: a Model for Nonlinear Optics in Random Media
本文提出了多模激光器在开放和不规则腔中的无序平均场模型，并在复型分析中进行了讨论。该模型包括模式强度的动态，并且还考虑了模式之间可能存在的线性耦合，例如，从一个开放的空腔泄漏。完整的相图，在无序强度，源泵浦和非线性，包括四个不同的光学制度：非相干荧光，标准锁模，随机激光和新颖的自发锁相。在随机激光阈值处预测了一个复本对称性破缺相变。对于足够高的非线性强度，具有非零复杂性的整个区域预期转变，并且无序介质中的光模式显示典型的不连续玻璃态行为，即，光子玻璃具有对应于随机激光器中的不同锁模过程的多个亚稳态。对于非常开放的腔体，激光机制仍然存在，尽管在激光阈值处过渡变得连续。
2015-05-19 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech physics.optics
Driven Dissipation and Stabilization of a Levitated Rotor with Multi-Day Coherence
Northwestern University（西北大学）
通过磁流体悬浮石英立方体实现非线性多模式耗散与注入锁定样稳定化，揭示低耗散悬浮固体中的新动力学行为。
2026-01-04 physics.app-ph physics.optics
Harnessing thermo-optic dynamics for frequency-agile soliton microcombs
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；Shanghai University（上海大学）
该研究通过强模式耦合重塑孤子形成的有效失谐轨迹，将热光效应从限制因素转为主动资源，在AlGaAs多模微谐振器中实现了32 mW泵浦下近100 GHz调谐范围的稳定孤子微梳，支持无需辅助稳定的频率捷变运行。
2026-08-07 physics.optics
Gain-switched semiconductor laser driven soliton microcombs
通过注入锁定芯片级微谐振器到连续波（CW）III-V族激光器中，产生了耗散克尔孤子（DKS）。这一进步使完全集成的混合微梳系统能够以交钥匙模式运行，并可以获得微波重复率。然而，CW驱动的DKS表现出低的能量转换效率和高的光功率阈值，特别是当重复率在微波范围内时，这便于用现成的电子器件直接检测。有效的DKS可以通过时空结构光（即，脉冲泵浦），然而，迄今为止，这需要复杂的级联调制器用于脉冲合成。在这里，我们展示了一个光子集成的方法来脉冲泵浦。通过在X波段和K波段微波范围内主动切换注入锁定III-V族半导体激光器的偏置电流，我们用相干皮秒激光脉冲泵浦晶体和集成微谐振器，实现具有稳定重复频率的DKS产生，并将所需的平均泵浦功率降低一个数量级，达到几毫瓦的创纪录水平。此外，我们揭示了泵浦脉冲的相位分布的关键作用，并首次实施相位工程的脉冲泵浦方案，无论是访问一个多模激光制度的增益开关模式或应用外部啁啾，以支持强大的单孤子产生。我们的工作利用了增益开关技术和脉冲泵浦技术的优点，并建立了不同的紧凑型频率梳平台，提高了节能芯片级微梳的潜力相结合的优点。
2021-02-20 physics.optics
Strongly localized moving discrete dissipative breather-solitons in Kerr nonlinear media supported by intrinsic gain
本文研究了广义离散Ginzburg-Landau型模型中非线性局域模的迁移率，该模型描述了有源Kerr介质中的一维波导阵列，该介质具有固有的、可饱和的增益和阻尼。结果表明，指数局域化的，离散的耗散呼吸孤子可以作为稳定的吸引子存在，只由介质的本征性质支持，即，在没有任何外部场或破坏扰动的情况下。通过增益和阻尼效应的相互作用，运动孤子可以克服Peierls-Nabarro障碍，存在于相应的保守系统中，通过其功率（范数）和能量（哈密顿量）的自诱导时间周期振荡，在向前和向后的方向上以不同的速率产生指数衰减到零。在一定的参数窗口，双稳态之间出现的快速模式与小振荡，和较慢，大振荡模式。的速度和振荡周期通常与晶格的可伸缩性，并表现出周期加倍分岔混沌“行走”模式下的参数变化。如果该模型增加了站点间的Kerr非线性，从而减少了Peierls-Nabarro势垒的保守系统，运动孤子的存在状态显着增加，并出现了更丰富的场景，包括霍普夫分叉inconsistently移动的解决方案和相位锁定的间隔。稳定运动的呼吸者也能在弱无序的情况下存活。
2014-04-09 cond-mat.other nlin.PS physics.optics
