Soliton strings and interactions in mode-locked lasers
锁模激光器中的孤子串是使用非线性薛定谔方程的一个变体得到的，该变体被适当地修改为模型功率（强度）和能量饱和。这个方程超越了通常用于模拟这些系统的众所周知的主方程。它承认锁模和孤子串在恒定的色散和色散管理系统（净）异常和正常制度，主方程包含作为一个限制的情况下。孤子相互作用的分析表明，孤子串可以形成时，脉冲是一个特定的距离相对于它们的宽度。还得到了反对称双溶液态。初始态锁模到这些状态下的演变。在反常状态下，单个孤子脉冲可以很好地近似为未扰动的非线性薛定谔方程的解，而在正常状态下，孤子脉冲宽度更宽，啁啾更强。
2009-06-01 physics.optics
Observation of multi-soliton asynchronous buildup dynamics in all-PM mode-locked lasers
超快瞬态现象是非线性系统中最重要的研究领域，而锁模光纤激光器为超快瞬态现象提供了一个很好的研究平台。报道了全保偏锁模光纤激光器中多孤子异步建立动力学的实验观察。建立动态显示几个新的功能。在多孤子产生中，不同的孤子是异步产生的。不同时刻产生的孤子在亚稳态的传播速度不同，而在稳态时传播速度相同，说明不同的孤子在亚稳态时具有不同的能量。腔内能量表现出量子化性质的建立过程。相对于新脉冲的产生，背景脉冲也有一定比例的消失，体现了光纤激光系统中的丛林法则。建立的动力学过程有助于研究超快脉冲的产生、相互作用、调节、能量提高和稳定性的改善。
2019-05-07 physics.optics
Group velocity locked vector dissipative solitons in a high repetition rate fiber laser
首次研究了正常色散光纤激光器中高重复频率耗散孤子的矢量特性。尽管所形成的DS是强啁啾的并且重复率大于100 MHz，但是在光纤激光器的129.3 MHz基频锁模和258.6 MHz谐波锁模下，可以分别形成偏振锁定和偏振旋转群速度锁定矢量DS。这两个矢量DSs的正交偏振分量具有明显不同的中心波长，并在激光腔中以相同的群速度一起传播，导致光谱上的渐变光谱边缘和小台阶，这可以被认为是群速度锁定矢量DSs的辅助指示。
2016-04-28 physics.optics
Observation of soliton explosions in a passively mode-locked fiber laser
孤子爆炸是锁模激光器中最奇特的耗散现象之一。在这种情况下，耗散孤子循环在激光腔中经历了突然的结构崩溃，但在几个往返返回到原来的准稳定状态。在这项工作中，我们报告在光纤激光器中首次观察到这样的事件。具体来说，我们确定明确的爆炸签名在测量的一枪到一枪的光谱的掺镱锁模光纤激光器，是在稳定和噪声之间的过渡制度的排放。在我们的实验中使用的比较长的，所有正常的色散腔也允许直接的时域测量，我们表明，爆炸表现为突然的输出脉冲训练的时间转移。我们的实验结果与基于迭代腔图的真实数值模拟吻合得很好。
2014-09-30 physics.optics
Phased-Locked Two-Color Single Soliton Microcombs in Dispersion-Engineered Si3N4 Resonators
我们提出并从理论上研究了一种基于部分刻蚀沟槽的Si3N4微谐振腔，该谐振腔支持锁相双色孤子微梳态。这些孤子状态由一个单一的循环腔内脉冲与调制的包络，坐在一个连续波的背景。这种时间波形产生频率梳，其频谱分布在两个宽间隔的频谱窗口上，每个频谱窗口呈现平方双曲正割包络，其中两个窗口经由切伦科夫辐射彼此锁相。第一光谱窗口以1550 nm泵浦为中心，而第二光谱窗口基于简单的几何控制进行定制，并且可以以短至750 nm和长至3000 nm为中心。我们数值分析的鲁棒性的设计参数变化，并考虑其影响的自参考和可见波长梳产生。
2018-03-25 physics.optics
Observation of high-order polarization-locked vector solitons in a fiber laser
报道了在被动锁模光纤激光器中观察到的一种新型偏振锁定矢量孤子。矢量孤子的特点是，不仅两个正交偏振的孤子分量是相位锁定的，而且其中一个分量具有双峰的强度分布。在该激光器中还得到了多个具有相同孤子参数的相位锁定高阶矢量孤子以及矢量孤子的谐波锁模。数值模拟证实了光纤激光器中存在稳定的高阶矢量孤子。
2009-03-13 physics.gen-ph physics.optics
Discrete Family of Dissipative Soliton Pairs in Mode-Locked Fiber Lasers
数值研究了锁模光纤环形激光器中孤子对（束缚态）的形成。在分布式模型（复五次Ginzburg-Landau方程）中，我们观察到一个离散的孤子对族，其峰值间距等距离增加。通过两种不同的数值格式对该族进行了识别，并通过线性稳定性分析揭示了束缚态的不稳定性。此外，类似的家庭不稳定的束缚态的解决方案已被发现在一个更现实的集总激光模型与理想化的可饱和吸收体（瞬时响应）。我们表明，这些束缚态的稳定可以实现时，考虑到有限的弛豫时间的饱和吸收体。稳定域可以通过改变该弛豫时间来控制。
2009-06-09 physics.optics
Scalar - vector soliton fiber lasers
被动锁模光纤激光器的快速发展是由于近年来发现了锁模脉冲的矢量特性，即群速度锁模矢量孤子、相位锁模矢量孤子和高阶矢量孤子。这些矢量孤子与以前已知的标量孤子有着本质的不同。在这里，我们报告了一个光纤激光器中的锁模脉冲演变为矢量孤子在强双折射段，并转化为一个规则的标量孤子后的偏振器内的激光腔。由两个不同的非线性波周期组合构成的偏振相关腔中解的存在性是新颖的，并且可能适用于各种其他非线性系统。对于很大的局域双折射，我们的激光器接近矢量孤子激光器的工作状态，而在很小的双折射条件下，它接近标量孤子光纤激光器。
2016-04-20 physics.optics
Spatiotemporal mode-locked vector solitons
本文研究时空锁模光纤激光器的矢量特性，发现并展示两种新型矢量孤子（PLVS和GVLVS），揭示其偏振模式组成、波长差异及孤子分裂中的偏振相关现象，证明孤子捕获在复杂STML激光器中仍具普遍性。
2025-05-09 physics.optics
XPM-forced frequency-oscillating soliton in mode-locked fiber laser
交叉相位调制（XPM）可以在非线性介质中诱导孤子俘获，它已被用来实现矢量孤子、光开关和类重力势的光学模拟。这些结果一般都在Hamilton系统的定义范围内。本文报道了在中等双折射的锁模光纤激光器中观测到的XPM强迫频率振荡孤子（XFOS），其波长呈现周期性的红移和蓝移，就像跳舞一样。XFOS由两个正交极化元件组成，它们同时表现出由XPM驱动的频率振荡和增益效应，这允许承受更高的脉冲能量。通过对频移速率进行微分来维持脉冲捕获。数值模拟与实验结果吻合得很好，揭示了非线性耗散系统中非对称脉冲的特殊演化动力学，并设想了一种利用预置脉冲啁啾控制脉冲特性的技术。XFOS可能普遍存在于偏振无关超快激光器中，丰富了孤子族，为非线性科学和应用带来了有益的启示。
2019-10-21 physics.optics
Experimental Observation of Transitions of Different Pulse Solutions of Ginzburg-Landau Equation in a Mode-Locked Fiber Laser
实验研究了锁模光纤激光器中不同类型的金兹伯格-朗道方程（GLE）孤子解之间的跃迁。结果表明，在同一个锁模激光器中，可以产生对应于不同广义线性方程解的不同类型的孤子。根据光场强度参数和双折射效应，可以分别产生色散管理孤子（DM）、全正常色散孤子（ANDi）和类似孤子。这三种非线性波表现出不同的特征，特别是谱形和动力学随泵浦功率的变化。这一现象揭示了GLE的性质，不仅具有科学意义，而且对锁模光纤激光器的实际应用具有重要价值。
2012-02-14 physics.optics
Compact graphene mode-locked wavelength-tunable erbium-doped fiber lasers: from all anomalous dispersion towards all normal dispersion
实验研究了原子层石墨烯锁模掺铒光纤激光器在不同腔色散条件下的孤子运转和孤子波长调谐。结果表明，这种光纤激光器不仅可以实现孤子波长的大范围调谐，而且可以实现孤子脉宽的大范围调谐。我们的研究结果表明，石墨烯锁模掺铒光纤激光器提供了一个紧凑的，用户友好的和低成本的波长可调谐超高速脉冲源。
2010-03-26 physics.optics
Generation of High-order Group-velocity-locked Vector Solitons
本文报道了基于基本群速度锁定矢量孤子（GVLVS）产生高阶GVLVS的数值模拟。产生的高阶GVLVS的特征在于沿一个偏振方向的双峰脉冲，而沿正交偏振方向的单峰脉冲。两个峰之间的相位差可以是180度。结果表明，通过适当设置基波GVLVS两个分量之间的时间间隔，可以得到不同脉冲宽度和脉冲强度的高阶GVLVS。可以得到1+2型和2+2型高阶GVLVS。
2015-10-02 physics.optics
Extremely elastic soliton crystals generated in a passively mode-locked tunable high-repetition-rate fiber laser
我们首次直接观测到了多个耗散光孤子的束缚态，其中键长和键强度可以在很宽的范围内以规则的方式单独控制。我们在一个特别设计的被动锁模光纤激光器中，利用高度非对称的可调谐马赫-曾德尔干涉仪，通过实时调节键合特性，实验观察到一种新型的稳定的、极有弹性的孤子晶体，它可以被拉伸和压缩多次，保持其结构不变。使用具有皮秒分辨率的异步光学采样系统研究了所产生的孤立子晶体的时间结构和动力学。我们证明了两种基本结构可以形成稳定的、健壮的孤子晶体：单个耗散孤子，和（或）耗散孤子与低振幅脉冲的对。连续拉伸和压缩的孤子晶体具有非常高的比例超过30已被证明与最小的记录之间的脉冲间隔低至5 ps对应的有效重复频率为200 GHz。在实验上观察到了孤子晶体的自组装、破裂以及由脉冲对组成的晶体向类似脉冲的晶体的转变等集体脉冲动力学过程。
2019-05-08 physics.optics
Quadratic soliton mode-locked degenerate optical parametric oscillator
通过确定耦合波方程与参数驱动非线性薛定谔方程之间的相似性，在群速度失配为零的参数空间中，揭示了二次孤子锁模简并光参量振荡器的存在条件.我们研究了二次孤子的性质，并根据系统参数将其动力学分为两个不同的分支。我们发现共振泵浦和信号之间的非线性相互作用导致类似于色散双光子吸收和色散克尔效应的现象。二次孤子扰动的起源被确定和战略，以减轻其不利影响的发展。太赫兹梳状带宽和飞秒脉冲持续时间可在短波红外中的示例性周期性极化的砷化镓锂波导谐振器和长波红外中的示例性取向图案化的砷化镓自由空间腔中获得。二次孤子锁模原理可以推广到其他材料平台，使其成为一种具有竞争力的中红外超短脉冲和宽带梳状光源结构。
2020-01-12 physics.optics
Large-mode-area Soliton Fiber Oscillator Mode-locked with Linear Self-stabilized Interferometer
在这项工作中，我们研究了一种方法，以扩大输出脉冲能量的全保偏17 MHz的掺Yb光纤振荡器通过实现25 μ m的芯径大模面积光纤。人工饱和吸收体的克尔型自稳光纤干涉仪的形式，使高度稳定的锁模稳态的孤子类操作制度与170 mW的平均输出功率和总输出脉冲能量约10 nJ分布在两个输出端口之间。与由5.5 μ m芯尺寸标准光纤组件制成的参考振荡器的实验参数比较显示，脉冲能量增加了36倍，同时在> 100 kHz的高频范围内降低了强度噪声。
2022-08-10 physics.optics
Intracavity filtering in SESAM mode-locked fiber lasers: soliton effects and noise performance
本研究分析SESAM锁模掺铒光纤激光器的腔内光谱滤波效应，揭示滤波器色散诱导边带的形成机制，证实腔内滤波可显著降低噪声，加入10 nm带通滤波器可使强度、相位噪声分别改善2倍、2.6倍并给出最优滤波条件。
2024-01-29 physics.optics
Niobium telluride absorber for a mode-locked vector soliton fiber laser
碲化铌（NbTe $_2$）是一种新兴的过渡金属硫属化合物材料，具有非线性吸收特性和优异的光学响应。然而，只有少数研究的NbTe $_2$的利用在超快光子学的报道。将NbTe $_2$基可饱和吸收体（SA）作为锁模器件应用于掺铒光纤中，首次获得了基于NbTe $_2$的矢量孤子。采用液相剥离法和旋涂法成功制备了NbTe $_2$ -PVA薄膜SA，调制深度达10.87%.通过开孔Z扫描激光测量，NbTe $_2$基SA薄膜的非线性吸收系数为0.62。利用基于NbTe $_2$的SA产生了脉宽为858 fs的常规孤子，并进一步证明了其为偏振锁定矢量孤子。我们的实验结果揭示了NbTe $_2$的非线性光学性质，拓宽了其在超快光子器件中的应用。
2023-03-18 physics.optics
Real-time Characterization of Transient Double-Soliton Dynamics in a Mode-Locked Fiber Laser
通过新兴的色散傅里叶变换技术，我们捕获的脉冲分辨光谱演化动力学的双孤子（DS）状态在单壁碳纳米管基掺铒光纤激光器从初始的波动，监测的演变过程长达10秒（相当于约2.6亿往返）不连续。详细研究了两种截然不同的DS态演化类型：从一个脉冲分裂和同时形成。在DS操作的演化过程中观察到了弛豫振荡、拍频、瞬时束缚态、光谱增宽和脉冲间隔动力学。本文的研究将有助于锁模操作的进一步研究。
2018-07-27 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
Dissipative Light Bullets in Passively Mode-Locked Semiconductor Lasers
我们证明了在与远距离可饱和吸收体耦合的激光输出中存在稳定的三维耗散局域结构。这些相位不变的光子弹是可单独寻址的，并且可以设想用于三维光学信息存储。一个有效的理论提供了一个直观的画面，并允许它们的形成静态的自孤子和细胞模式的形态发生。由广泛不同的时间尺度存在的问题，以及由非本地的耦合，从材料的自由度所产生的复杂性是规避使用多个时间尺度分析。这提供了能够有效地处理三维情况的强大模型。
2015-06-09 physics.optics
Observation of Higher-Order Hybrid Bright-Dark Soliton Complexes in an NPR Mode-Locked Fiber Laser
Indian Institute of Technology Hyderabad（印度理工学院海得拉巴分校）
实验展示了基于非线性偏振旋转的掺铒光纤激光器中高阶混合孤子结构的层次，通过调节腔内偏振态和泵浦功率实现稳定锁模，揭示了交叉相位调制和双折射对孤子多样性的影响。
2026-06-23 physics.optics
Dark solitons in mode-locked lasers
利用功率-能量饱和模型研究了锁模激光器中暗孤子的形成。发现一般的初始条件在适当的条件下也能演化成暗孤子，实验观测也满足了这一条件。得到的脉冲很好地近似为未微扰非线性薛定谔方程的暗孤子。值得注意的是，相同的框架也描述了异常和正常色散激光器中的明亮脉冲。
2010-12-06 nlin.PS physics.optics
Non-covalent bonds between optical solitons in an optoacoustically mode-locked fiber laser: Analysis & modelling
通过弱（非共价）相互作用结合粒子在多个现代学科中发挥着核心作用，从超导中的电子库珀配对到生物化学中的超分子形成。光孤子在许多方面类似于粒子，由非线性和色散之间的平衡产生，并且仅已知能够通过由于直接重叠而导致的共价相互作用形成分子状局域结构。然而，基于长程相互作用的光孤子的非共价结合至今还没有实验观测到。光孤子之间的长程相互作用已被证明几乎不可能控制，通常会导致无序。然而，在本文中，我们表明，通过定制弱，长程孤子相互作用，光声锁模光纤激光器中的大量光孤子可以组装成稳定的，高度有序的结构，类似于生化超分子。我们在这里展示了非共价结合机制的理论模型，并提供了一些实验结果支持这个模型。
2018-07-27 physics.optics
Dynamics of soliton explosions in passively mode-locked fiber lasers
孤子爆炸是一种耗散孤子突然发生结构崩溃，但经过短暂的瞬态后又显著恢复到原来形状的不稳定现象。我们最近报道了在光纤激光器中首次实验观察到这种效应（A。F. J. Runge等人，Optica 2，36（2015））。在这里，我们扩大了我们的初步工作，提出了一个更详细的实验和数值研究的特性和动力学的被动锁模光纤激光器中的孤子爆炸。具体来说，我们探索不同的腔配置和增益水平，观察和表征爆炸事件使用光谱和时间实时单次拍摄技术。我们的研究结果强调，在实验中观察到的爆炸特性关键取决于输出耦合器所在的腔中的位置。此外，我们发现，爆炸发生的频率可以通过调节泵浦功率来控制。我们还确定了一种新的“部分”爆炸，其中强烈的光谱干涉条纹出现在脉冲光谱，但完全崩溃是避免的。最后，我们进行了数值模拟的基础上一个现实的迭代腔映射，并获得与实验测量结果吻合良好。仔细分析的模拟结果提供了强大的可信度的解释，孤子爆炸可以链接到一个多脉冲不稳定性。
2015-11-06 physics.optics
Topological Spatiotemporal Mode-Locked Lasers
Wuhan National Laboratory for Optoelectronics（武汉光电国家实验室）；School of Optical and Electronic Information, Huazhong University of Science and Technology（华中科技大学光学与电子信息学院）；Hubei Optical Fundamental Research Center（湖北省光学基础研究中心）；Optics Valley Laboratory（光谷实验室）
该研究提出并演示了一种由模分复用赋能的新型拓扑时空锁模光纤激光器，可精确控制时空孤子，其形成的拓扑时空晶格能产生稳定孤子，还为探索相关物理提供了宝贵平台。
2026-10-09 physics.optics
Dissipative solitons: perturbations and chaos formation
在谱域中分析了啁啾耗散孤子的扰动。结果表明，扰动啁啾耗散孤子的结构是高度非平凡的，并有一种趋势，特别是在频谱边缘，那里的不规则性发展的频谱扰动的增强。即使是光谱局域扰动也会扩展到整个孤子谱。由于光谱的不规则性，混沌动力学的发展，由于光谱损失的行动。特别是，耗散孤子可以成为碎片，但仍然是本地化的。
2010-06-11 physics.optics
Mechanism of multisoliton formation and soliton energy quantization in passively mode-locked fiber lasers
本文报道了利用非线性偏振旋转技术被动锁模的孤子光纤环形激光器中多孤子产生和孤子能量量子化的数值模拟结果。数值计算发现，激光器中多孤子的形成是由激光腔的峰值功率限制效应引起的。这也是抑制孤子脉冲崩溃，孤子在增益介质中传播的本征特性，并使孤子在激光器中稳定的相同的效果。此外，我们表明，在激光器中观察到的孤子能量量子化是一个自然的结果之间的多个孤子的增益竞争。由数值结果的启示，我们推测在其他类型的孤子光纤激光器中观察到的多孤子形成和孤子能量量子化可能具有类似的机制。
2009-10-30 physics.atom-ph physics.optics
Graphene mode locked, wavelength-tunable, dissipative soliton fiber laser
原子层石墨烯具有波长不敏感的超快饱和吸收，可作为全带锁模器。利用石墨烯的宽带可饱和吸收特性，实验证明了在掺铒光纤激光器锁模系统中，利用少层石墨烯可以形成宽范围（1570 nm -1600 nm）连续波长可调谐的耗散孤子。
2010-02-28 physics.atom-ph physics.optics
Logic gates on stationary dissipative solitons
稳定的耗散孤子是光信息的理想载体，其波形的稳定性使得信号可以在不丢失编码信息的情况下，以极其密集的孤子包装传输。除了孤子在通信网络中不受影响的传输外，还需要孤子波形的可控变换来实现全光信息处理。本文采用带势项的复Ginzburg-Landau方程形式的耗散光孤子的基本模型，研究了两个稳态耗散光孤子在受控影响下的相互作用，并利用这些相互作用实现了各种逻辑门。特别是，我们展示了非，与，与非，或，或非，异或，和XNOR门，其中平原（基本孤子）和复合脉冲被用来代表低和高逻辑电平。
2019-03-26 physics.optics
Bound states of gain-guided solitons in a passively mode-locked fiber laser
本文报道了在正常净腔色散区工作的色散管理掺铒光纤激光器中对增益引导孤子束缚态的观测结果。尽管GGS是一个啁啾孤子，并且在激光器中沿着腔存在强烈的脉冲拉伸和压缩，但观察到的束缚孤子具有固定的脉冲间隔，该脉冲间隔不随泵浦强度的变化而变化。数值模拟证实了实验观察。
2009-10-30 physics.atom-ph physics.optics
Observation of polarization domain wall solitons in weakly birefringent cavity fiber lasers
报道了在弱双折射腔掺铒光纤激光器中两种锁相矢量孤子的实验观察。在正色散光纤激光器中观察到了锁相的暗-暗矢量孤子，而在正色散光纤激光器和负色散光纤激光器中均观察到了锁相的暗-亮矢量孤子。数值模拟证实了实验观测结果，并进一步表明所观测到的矢量孤子与理论预言的两种类型的偏振畴壁锁相孤子是一致的。
2009-07-31 physics.atom-ph 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
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
Vector Soliton Fiber Lasers
孤子作为一种稳定的局域波包，在色散介质中可以长距离传播而不改变其形状，广泛存在于非线性物理系统中。自1980年Mollenauer等人首次在反常色散单模光纤（SMF）中实现了光明孤子和1987年P. Emplit等人首次在正常色散单模光纤中实现了光暗孤子以来，单模光纤中的光孤子得到了广泛的研究。实际上，SMF总是支持两个正交偏振模式。考虑到光纤的双折射，理论上预测了单模光纤中可以形成各种类型的矢量孤子，包括亮-亮矢量孤子、暗-暗矢量孤子和暗-亮矢量孤子。然而，除了亮-亮型矢量孤子外，其他类型的矢量孤子到目前为止还缺乏明确的实验证据。不仅在单模光纤中，而且在锁模光纤激光器中也观察到了光孤子。结果表明，被动锁模掺铒光纤激光器为研究标量光孤子提供了一个很有前途的实验平台。矢量孤子也可以在锁模光纤激光器中形成。本文对光纤激光器中的矢量孤子进行了一系列的理论和实验研究。
2011-11-07 physics.optics
Non-local and local temporal cavity soliton interaction in delay models of mode-locked lasers
摘要在非线性镜锁模激光器的延迟微分方程模型中，导出并分析了两个相互作用的时间腔孤子的坐标和相位随时间缓慢演化的相互作用方程。结果表明，由于增益耗尽和恢复的非局域脉冲相互作用可以导致谐波锁模制度的发展，或形成紧密堆积的非相干孤子束缚态与弱振荡孤子间的时间间隔。通过电场尾部的局部相互作用可以导致反相或同相静止和呼吸谐波锁模机制。
2021-12-09 nlin.PS physics.optics
Dissipative Kerr solitons in optical microresonators
本章描述了在连续波（CW）激光驱动的光学微谐振腔中时间耗散克尔孤子的发现和稳定产生。讨论了这类亮孤子的实验特征及其时间和光谱特性。此外，分析和数值描述，不仅再现定性特征，但也可以用来准确地建模和预测实验系统的特性。特别强调的是与光学频率梳产生相关的时间耗散克尔孤立子，因为它们特别重要。这里，一个例子是由孤子的超短脉冲性质实现的光谱展宽和自参考。另一个例子是在集成芯片上微谐振器中的耗散克尔孤子形成，其中色散波的发射允许直接产生具有平滑频谱包络的前所未有的宽带和相干孤子频谱。
2015-08-20 physics.optics
Dissipative soliton comb
本文提出一种在高度非线性光纤中混合两个频移耗散孤子以产生新波长啁啾脉冲并级联形成“耗散孤子梳”的新方法，在400 nm区间内实现多达八个等距分量且可从约10 ps压缩至约300 fs。
2016-10-13 physics.optics
Developing high energy mode-locked fiber laser at 2 micron
尽管耗散孤子操作已经成功地将1 μm和1.5 μm光纤激光器的脉冲能量提高到几十纳焦耳，但由于增益光纤的反常色散，耗散孤子在2 μm的脉冲能量仍然很难缩放。在理论模拟的基础上，分析了耗散孤子（DSs）的腔内动力学特性，提出了将增益光纤压缩到较短的长度，以缩小2 μm DSs的脉冲能量。模拟结果表明，对于2 μm的耗散孤子，脉冲能量超过10 nJ，与1 μm和1.5 μm的耗散孤子相当。实验结果表明，在4.9nJ的脉冲能量和579fs的去啁啾脉冲宽度下，线性腔产生了稳定的2 μm直扩激光。这些结果进一步加深了我们对不同波长锁模光纤激光器的理解，为实现2 μm反常色散增益介质的高能量超快激光脉冲奠定了重要的基础。
2015-04-08 physics.optics
Polarization evolution dynamics of dissipative soliton fiber laser
耗散孤子是在不可积非保守非线性系统中由于非线性、色散、滤波和损耗/增益的平衡而产生的局域解。与传统的孤子不同，它们表现出极其复杂和惊人的动力学特性，在远离平衡态的自然系统中更具有普遍性。利用色散傅里叶变换和时间透镜，从振幅和相位两个方面对耗散孤子的时空瞬态动力学进行了表征。然而，由于缺乏极化演化信息，耗散孤子建立过程的完整路径充满了碎片。本文研究了单壁碳纳米管锁模的净正常色散光纤激光器系统中耗散孤子形成过程中的概率偏振分布。随着腔增益的增加，激光系统从随机放大的自发发射转变为稳定的耗散孤子，各波长的偏振态指数收敛于一个固定点。为了揭示不同波长间的偏振关系，引入了椭圆度角和球取向角的相图。我们发现，在耗散孤子的中心区域的每个过滤波长的偏振是线性间隔，而在两个前锋的空间变化。增加腔增益导致频谱展宽，同时，新产生的频率的偏振扩展散射。进一步增大抽运功率将导致耗散孤子爆炸，在此过程中发现了一种偏振光学流氓波。这些实验结果为深入研究耗散孤子光纤激光器的瞬态动力学提供了更多的信息。
2018-12-23 physics.optics
Mutual transitions between stationary and moving dissipative solitons
稳定的局域耗散光孤子作为信息的基本载体，在新型光通信网络的发展中具有重要意义。这种系统的成功开发需要完全控制孤子波形。在本文中，我们使用的耗散孤子的基本模型的形式的复杂的Ginzburg-Landau方程的潜在的条款，以证明可控的过渡之间的不同类型的共存波形的静态和运动的耗散孤子。也就是说，我们认为所谓的平原（基本孤子），复合，和移动脉冲之间的相互过渡。我们发现必要的功能，横向空间分布的局部应用（沿传播距离）的吸引力的潜力，以执行这些波形过渡。我们发现，一个单峰的对称电位过渡的输入脉冲的平原脉冲，而双峰对称（不对称）的潜在执行的输入脉冲的复合（移动）脉冲的过渡。
2018-11-23 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
Temporal cavity soliton interaction in passively mode-locked semiconductor lasers
本文研究被动锁模半导体激光器中时间腔孤子的弱相互作用，发现非零线宽增强因子可导致孤子吸引，进而形成脉冲合并或束缚态。
2023-04-19 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
Observation of gain-pinned dissipative solitons in a microcavity laser
我们展示了一种在微腔激光器中产生耗散孤子的实验方法。特别是，我们的形状的准一维微腔激光器的空间增益分布与非共振，脉冲光泵，以创建空间局部化的结构，称为增益钉扎耗散孤子存在，由于增益和非线性损耗的平衡，并被限制在衍射有限的体积。直接探测增益钉扎孤子的超快形成动力学和衰减，表明它们是在皮秒时间尺度上产生的，比激光腔孤子快几个数量级。所有的实验观察到的功能和动力学重建使用一个标准的复杂的Ginzburg-Landau模型。
2020-04-02 physics.optics
Dissipative vortex solitons in 2D-lattices
研究了一类二维非线性离散耗散系统的对称涡型解的存在性。我们构造了一族拓扑荷为S = 1的涡旋孤子。令人惊讶的是，这个家庭的不稳定的解决方案的动态演化并没有显着改变他们的配置文件，而是他们的相位分布完全改变。它们转变为双电荷涡旋孤子。我们动态激发这种新的结构，显示其实验的可行性。
2010-09-03 physics.optics
Spatial dissipative solitons in graphene-based active random metamaterials
我们研究了石墨烯基有源超材料的耗散非线性动力学，该材料由随机分散的石墨烯纳米片嵌入外部泵浦增益介质中组成。我们观察到，石墨烯饱和非线性产生亚临界分岔的非线性模式，使自组织的辐射到几个不同的拓扑电荷耗散孤子结构。我们系统地研究了这种非线性波的存在域及其时空动力学，发现孤子涡旋是不稳定的，从而使自组织成单个耗散结构与消失的拓扑电荷，独立的石墨烯纳米片的形状。我们的结果揭示了自组织的相干辐射结构在无序系统和相关的未来的无腔激光器和放大器的设计。
2022-01-12 physics.optics
Spontaneous symmetry breaking of dissipative optical solitons in a two-component Kerr resonator
耗散孤子是一种自局域化的结构，它可以在“开放”系统中无限期地存在，其特征是能量和/或物质与环境的持续交换。它们在光子学中起着关键作用，是从锁模激光器到微谐振器光学频率梳的基础技术。本文报道了耗散光孤子自发对称性破缺的首次实验观测。我们的实验是在一个被动的，相干驱动的非线性光学环形谐振腔中进行的，其中耗散孤子出现在称为克尔腔孤子的持续光脉冲的形式。我们的工程师之间的两个正交的偏振模式的谐振器的平衡，并表明，尽管完全对称的操作条件下，由系统支持的孤子可以自发地打破其对称性，从而产生两个不同的，但共存的矢量孤子与镜像，非对称的偏振态。我们还表明，明智地施加微扰允许确定性的两个破缺耗散孤子状态之间的切换，从而使拓扑位序列的全光操纵。我们的实验观察与数值模拟和理论分析非常一致。除了在多模非线性光学谐振器，耗散结构和自发对称性破缺的交叉点上提供基本的见解外，我们的工作还为光的存储，编码和操纵提供了新的途径。
2020-08-31 physics.optics
Cherenkov radiation induced symmetry breaking in counter propagating dissipative Kerr solitons
微谐振器频率梳中的孤子切伦科夫辐射（也称为色散波发射）过程在产生宽带相干微梳光谱中起着关键作用。在这里，我们报告的对称性破缺的对向传播耗散克尔孤子的群速度，多色孤子切伦科夫辐射诱导的观察。结果表明，在高阶色散存在的情况下，多孤子态的时间排列会影响其群速度，这种影响源于单个孤子发射的多个辐射尾之间的干涉.在实验上，我们双向泵浦的微谐振腔与激光场的相等的功率和频率，并观察提升的简并之间的重复率的反向传播孤子。尽管对称泵浦条件下的对称性破缺的观察不仅照亮了新的光的色散波的耗散克尔孤子动力学的影响，但也介绍了一种新的方法来开发基于微梳相干双梳光谱仪。
2019-05-06 physics.optics
Perturbed Dissipative Solitons: A Variational Approach
本文采用变分方法研究了受扰动耗散孤子的动力学行为，其演化受Ginzburg-Landau方程（GLE）控制。作为这种孤子的一个具体例子，我们考虑了硅基有源波导，其中自由载流子通过双光子吸收产生。在这种情况下，耗散孤子的扰动的物理过程，如三阶色散，脉冲内拉曼散射，自陡峭，和自由载流子的产生。为了解决变分问题，我们采用Pereira-Stenflo孤子作为分析器，因为该孤子是未微扰广义线性方程的精确解。利用这种方法，我们导出了一组六个耦合的微分方程，表现出各种脉冲参数的动力学。这组方程为微扰耗散孤子的复杂行为提供了相当多的物理见解。它的预测被发现是在良好的协议与直接数值模拟的GLE。更具体地说，由自由载流子和脉冲内拉曼散射引起的啁啾孤子的光谱和时间位移的预测相当准确。通过适当的近似，我们还提供了这些位移的简单解析表达式。我们的半解析处理是有用的物理洞察复杂的孤子演化过程。
2017-06-06 physics.optics
Polarization multiplexed dissipative Kerr solitons in on-chip micro-resonator
我们演示了片上氮化硅微谐振器中的偏振复用耗散克尔孤子。在我们的实验中，TE-和TM-偏振孤子可以单独产生和控制，由于他们的弱相互作用的结果，充分不同的重复率和正交偏振态。此外，我们发现TE和TM偏振孤子通常表现出不相关的时间抖动，因此偏振复用孤子微梳之间的频率和相位相干性作为泵浦激光器参数的函数发生显着变化，通过优化，我们实现了窄的双微梳拍音线宽小至4.4 kHz。片上偏振复用孤子微梳的潜在应用包括克尔梳光谱扩展、双梳计量和量子纠缠测量。
2022-05-31 physics.optics
Wavelength tunable soliton rains in a nanotube-mode locked Tm-doped fiber laser
报道了在碳纳米管锁模的可调谐掺铥光纤激光器中产生的孤子雨。我们还检测它们的二次和三次谐波。通过引入一个保偏隔离器和两个同轴偏振控制器，我们实现了从1877到1933nm的超过56nm的调谐。这使得我们的系统有望作为一个可调滤波器的超快光谱。
2018-07-07 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Soliton-pair dynamical transition in mode-locked lasers
多孤子锁模激光波形作为一种复杂的光源在研究和应用中备受关注，但由于存在复杂多样的相互作用，难以有效地操纵。在这里，我们提出了一个实验，数值和理论研究的相互作用和控制的内部动力学的两个孤子波形在锁模光纤激光器。使用泵浦电流作为控制剂，我们实验证明了一个两个数量级的减少在分离的绑定孤子对，诱导之间的动态过渡松散的绑定，相位不相干的对，和紧密绑定的相位锁定对。我们表明，最近提出的噪声介导的相互作用理论的Haus模型数值模拟的基础上，脉冲分离和动态过渡的色散波的形状。我们解释的动力学过渡分析显示，在一个简化的理论，噪音介导的相互作用成为纯粹的吸引力时，能量下降到阈值以下。这项工作证明了通过相互作用力控制波形的能力，而无需外部干预激光器中的光传播。
2022-07-21 nlin.PS physics.optics
Topological dissipative Kerr soliton combs in a valley photonic crystal resonator
本研究理论提出谷光子晶体谐振器方案，可产生天生具备拓扑保护特性的耗散Kerr孤子梳，揭示其演化规律与鲁棒性，为片上非线性光子器件提供新设计思路。
2023-07-25 physics.optics
