驱动耗散孤子的集体坐标涨落
光学
2026-05-15 v1
摘要
非平衡局域波的涨落不仅由直接随机强迫塑造,还由耦合集体自由度之间的确定性转移塑造。我们开发了一种路径分辨的随机集体坐标理论,使得对于具有拉曼响应的广义 Lugiato--Lefever 方程的稳态驱动耗散孤子,这种转移变得明确。该约化产生了一个改进的稳态锁相关系,为后续的随机理论提供了一个不动点。将场级涨落投影到四个孤子坐标上:振幅、频移、时间位置和全局相位,产生了一个约化的 Langevin 模型,并在稳定稳态附近线性化后,得到了一个解析的功率谱密度矩阵。该框架将直接随机注入与确定性的坐标间转换分离开来,从而解析了每个可观测谱是如何由不同的内部涨落路径组合而成的。它表明,定时抖动主要由 Gordon--Haus 型频率-定时转换控制,而相位噪声通常由振幅-相位转移主导,而非直接相位扩散。拉曼响应开启了额外的级联路径,并且强度和相位谱中的低失谐凸起被追溯到呼吸不稳定性之前的欠阻尼振幅-相位子系统的驱动响应。与约化模型和完整广义 Lugiato--Lefever 方程的随机模拟的比较表明,在大部分稳定的稳态单孤子区制中表现出良好的一致性,系统偏差主要出现在 Hopf 边界附近。该理论为连接耗散孤子的内部涨落转移机制与可测噪声可观测量提供了一条通用途径。
引用
@article{arxiv.2605.14614,
title = {Collective-Coordinate Fluctuations of Driven-Dissipative Solitons},
author = {Yifan Sun and Thomas Bunel and Sofya Glazyrina and Georges Semaan and Fabien Bretenaker and Stephane Coen and Simon-Pierre Gorza and François Leo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.14614},
year = {2026}
}
备注
20 pages, 7 figures