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
Observation of incoherently coupled dark-bright vector solitons in single-mode fibers
本文报道了单模光纤中非相干耦合暗-亮矢量孤子的实验观测。矢量孤子的性质与相应的非相干耦合非线性薛定谔方程系统的预测吻合得很好。据我们所知，这是第一次在单模光纤中观测到时间非相干耦合的暗-亮孤子。
2019-06-06 nlin.PS physics.optics
Bright and dark solitons in the systems with strong light-matter coupling: exact solutions and numerical simulations
我们从理论上研究了一个实验相关的混合系统中的亮孤子和暗孤子，其特征在于强光-物质耦合。我们发现，相应的两分量模型支持多种共存的运动孤子，包括零和非零背景上的亮孤子，深灰和灰-灰暗孤子。通过将两组分问题简化为一个具有五阶非线性的定常方程，得到了解析形式的解。所有发现的解决方案共存于同一组模型参数下，但在一个适当定义的线性极限，接近线性波的极化激元色散关系的不同分支。零背景亮孤子具有一个不稳定阈值，这可能与连续谱分支边缘之间的共振有关。在调制不稳定性阈值以下的宽参量范围内，“半拓扑”深灰孤子和非拓扑灰-灰孤子是稳定的，而等振幅基座上的亮孤子是不稳定的。
2022-09-19 nlin.PS 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
Interactions of bright and dark solitons with localized $\mathcal{PT}$-symmetric potentials
研究了一维自聚焦或散焦介质中运动非线性薛定谔孤子与$\mathcal{PT}$对称偶极子的碰撞。精确的分析结果产生的明亮的孤子，并在一个更定性的形式，暗的。在前一种情况下，近似的一个重要方面是，它必须考虑到孤子的固有啁啾，从而超越了最简单的准粒子描述的孤子的动力学的框架。通过数值模拟得到了分离入射亮孤子反射和透射的临界速度，并给出了近似的半解析形式。给出了由复$\mathcal{PT}$对称偶极子钉扎的暗孤子的精确解。
2016-11-02 nlin.PS physics.optics
Multimode resonance transition to collapsed snaking in normal dispersion Kerr resonators: Bright versus dark solitons
本文研究正常色散Kerr腔中相位调制诱导的多模共振如何促进高阶亮孤子形成，并揭示随势强度减小亮孤子向暗孤子转变对应于多模共振向塌缩蛇形分岔结构的演化，为访问多稳态提供新途径。
2023-07-11 nlin.PS physics.optics
Multiple Temporal Compression as a method to control the generation of bright and dark solitons
本文通过模拟广义非线性薛定谔方程，扩展多重时间压缩（MTC）方法以在正常色散波导中通过亮孤子相互作用产生暗孤子，并利用暗孤子精确控制亮孤子动力学，实现碰撞能量转移的缓解与切换，为光学器件设计提供潜力。
2025-02-01 nlin.PS physics.optics
Algebraic bright and vortex solitons in defocusing media
我们证明了空间非均匀散焦非线性景观的非线性系数向周边增长为[1+abs（r）]**a支持一维和二维的基本和高阶亮孤子，以及涡旋孤子，代数衰减的尾巴。只要非线性增长率超过维数，孤子的能量流就会收敛，a>D.当非线性增长率足够大时，基孤子总是稳定的，而多极子和涡旋是稳定的。
2011-08-11 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Rotation of the Trajectories of Bright soliton and Realignment of Intensity Distribution in the Coupled Nonlinear Schrodinger Equation
本文研究了耦合非线性薛定谔方程中亮孤子的碰撞动力学。我们观察到，除了在亮孤子的相互作用强度重新分布，也见证了亮孤子的轨迹旋转。通过适当地调节自相位调制（SPM）或交叉相位调制（XPM）参数，可以改变亮孤子的旋转角度，通过SPM或XPM注入到动力学系统中的多余能量会导致亮孤子轨迹的旋转。这种额外的能量不仅有助于轨道的旋转，而且有助于两种模式之间的强度分布的重新对准。我们还注意到，亮孤子之间的角间距也可以适当地改变。上述结果排除了场矢量的量子叠加，在非线性光学、玻色-爱因斯坦凝聚体、左手（LH）和右手（RH）Meta材料中可能有更广泛的分支。
2013-08-17 cond-mat.other nlin.PS physics.optics
Stable bright and vortex solitons in photonic crystal fibers with inhomogeneous defocusing nonlinearity
我们预测，一个光子晶体光纤，其股线填充有散焦非线性介质可以支持稳定的明亮的，也涡旋孤子，如果散焦非线性的强度增长向光纤的周边。孤子存在的区域取决于填充非线性和芯非线性的横向增长率。值得注意的是，即使芯材料是线性的，孤子也存在。
2012-03-23 nlin.PS physics.optics
Spectral wings of the fiber supercontinuum and the dark-bright soliton interaction
我们目前的实验和数值数据的超连续谱产生在正常的色散范围内，种子暗和自发产生的亮孤子有助于光谱展宽的光纤泵浦。我们报道了由亮孤子和暗孤子相互作用产生的色散辐射。这种辐射由两个微弱的色散脉冲组成，这两个脉冲不断地改变它们的频率，并形成超连续谱的短波长和长波长翅膀。
2017-07-14 nlin.PS physics.optics
Bright solitons from defocusing nonlinearities
我们报告说，散焦立方介质与空间不均匀的非线性，其强度增加迅速足够向周边，可以支持稳定的明亮的本地化模式。这样的非线性景观引起各种稳定的孤子在所有的三个维度，包括1D基本和多峰状态，2D涡旋孤子与任意高的拓扑电荷，和基本孤子在3D。孤立子在运动状态下保持其相干性，作为鲁棒准粒子在非线性势中振荡并弹性碰撞。除了数值发现孤子家庭，特别是解决方案被发现在一个精确的分析形式，和精确的近似开发的整个家庭，包括移动孤子。
2011-08-18 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Self-trapping and splitting of bright vector solitons under inhomogeneous defocusing nonlinearities
我们发现，双峰系统的空间非均匀散焦立方非线性，其强度增长的外围，可以支持稳定的两个组件的孤子。对于足够强的XPM相互作用，具有重叠分量的矢量孤子变得不稳定，而具有空间分离分量的稳定孤子族出现。具有分离分量的稳定复合体不仅可以由基孤子组成，而且也可以由多极子组成。
2011-10-26 cond-mat.quant-gas nlin.PS 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
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
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
Nonlinear dynamics of soliton molecules in a Kerr micro-ring
本研究探讨Kerr微环中TE和TM模式分别产生明暗孤子并结合成孤子分子对的非线性动力学，揭示失谐区间对孤子态的影响，为光通信、高精度测量和全光控制提供新方案。
2025-06-28 physics.optics
The effects of spin-dependent interactions on polarisation of bright polariton solitons
我们研究了由外泵浦补偿损耗所支持的亮极化激元孤子的自旋特性。我们观察到强大的圆偏振孤子时，圆偏振泵被应用，结果归因于非简并TE和TM偏振极化激元模式之间的相位同步在高动量。对于线偏振泵浦的情况，s+或s-圆偏振亮孤子可以分别由s+或s-写入光束以受控方式开启。这一特点直接源于共圆极化和交叉圆极化激元之间的相互作用强度的巨大差异。在正交线性偏振泵浦和写入光束的情况下，平均孤子发射被发现是非偏振的，这表明强烈的空间演化的孤子偏振，偏振相关测量支持的结论。观测结果与理论一致，理论预测稳定的圆偏振孤子和不稳定的线偏振孤子导致其偏振的空间演化。
2013-06-21 nlin.PS physics.optics
Surface plasmon-polariton pulses in the form of bright and dark solitons
本文考虑了在非线性介质和非线性金属边界上产生表面等离子体激元-极化激元的线性和非线性模型。我们已经展示了三维入射波如何被转换为TM模式的一次和二次谐波的表面等离子体激元-极化激元的通量。这些“慢”和“快”通量的表面等离子体激元极化激元形成在两个谐波在弱相互作用。结果表明，在一次谐波和二次谐波的强相互作用下，表面等离子体激元-极化激元脉冲分别作为亮孤子和暗孤子传播。
2012-10-01 physics.optics
Dark-bright gap solitons in coupled-mode one-dimensional saturable waveguide arrays
在目前的工作中，我们考虑暗孤子的动力学作为一个模式的散焦光折变晶格耦合的亮孤子作为第二模式的晶格。我们的研究是由一个实验，它说明了这样的耦合状态可以存在的线性带谱的第一个间隙中的两个组件。这一发现进一步扩展了不同的可能性，从理论的角度来看，如共生的，其中的亮分量是由第一或第二间隙中的暗分量的状态支持，或非共生的，其中的亮孤子也是第一间隙状态耦合到第一或第二间隙状态的暗分量的检查。虽然所获得的状态一般是不稳定的，这些不稳定性通常承担相当小的增长率，使他们的观察实验相关的传播距离。
2011-04-14 nlin.PS physics.optics
Atomic Bright Soliton Interferometry
借助于平均场近似下动力学方程的精确解，解析地刻画了原子亮孤子间非线性干涉图样的性质。结果表明，相对速度，相对相位，和非线性相互作用的强度可以从干涉图案测量。提出了利用非线性干涉特性设计玻色-爱因斯坦凝聚体中原子孤子干涉的方法。作为例子，我们应用它们测量了超冷原子系统中的重力加速度，获得了较高的精度。这一结果对光纤、水波箱、等离子体等非线性系统的精密测量也有重要意义。
2018-04-05 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Quantum dynamics of atomic bright solitons under splitting and re-collision, and implications for interferometry
本文数值研究了在高伸长的一维高斯势垒谐波势阱中原子亮孤子的经典和量子动力学。在Dyke { \it et al.}最近的实验中，该系统实现了相干非线性孤子分束器和干涉仪，并对其精度进行了分析。在更紧密的径向陷阱限制和增强的量子涨落的情况下，分裂孤子可以表示自旋压缩，或者替代地，具有降低的相位相干性的碎片凝聚体，其可以通过由势垒干涉分裂孤子来测量。我们还发现，由于与势垒的非线性相互作用，孤子的位置和动量存在较大的量子力学不确定性。
2012-04-10 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Quantized Thouless Pumping of Dark Solitons
本文理论上证明了暗孤子在光学晶格连续模型和紧束缚模型中均可发生整数和分数Thouless泵浦，发现其随参数周期变化跟随Wannier函数质心输运，为探索具有相位变化的缺陷的拓扑泵浦开辟了新途径。
2025-08-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Dynamics of bright solitons and soliton arrays in the nonlinear Schrodinger equation with a combination of random and harmonic potentials
本文在一维非线性薛定谔方程（NLSE）的框架下，系统地模拟了孤子的动力学行为，其中包括谐振子势和随机势。该方程模拟了玻色-爱因斯坦凝聚体和非线性光学中实验相关的空间无序设置。首先，孤子阵列的产生从一个广泛的初始准均匀状态的调制不稳定性（MI）被认为是一个突然的开关的非线性从排斥吸引。然后，我们研究了在这种情况下，模型最近进行的实验在BEC单孤子的振荡。MI产生的阵列的基本特性，如孤子的数量和它们的流动性，报告的无序的强度和相关长度的函数，和总规范。对于单个振荡孤子，求出了其生存率，并定性地解释了这些依赖关系的主要特征。
2011-10-07 cond-mat.quant-gas nlin.PS physics.optics
Spatial solitons and stability in self-focusing and defocusing Kerr nonlinear media with generalized PT-symmetric Scarff-II potentials
本文对自聚焦和散焦非线性薛定谔方程中的亮孤子进行了统一的理论研究。特别地，PT对称k波数Scarff II势和多阱Scarff II势被分别考虑。对于k波数的Scarff II势，参数空间可以分为不同的区域，分别对应于PT对称性的破缺和未破缺，以及自聚焦和散焦Kerr非线性的亮孤子。对于多阱Scarff II势，利用周期性空间调制的Kerr非线性效应可以得到亮孤子。利用数值模拟的方法详细分析了具有PT对称k波数和Scarff II势阱的亮孤子的线性稳定性。由于非线性的存在，在PT对称性的破缺和未破缺区域都出现了稳定和不稳定的亮孤子。进一步研究了具有广义PT对称Scarff II势的三维自聚焦和离焦NLS方程中的亮孤子。这在基于非线性耗散但PT对称系统中光孤子的光信息传输和处理领域具有潜在的应用价值。
2015-09-20 math-ph math.MP nlin.PS
