有源等离激元波导超快非线性动力学中热诱导孤子自频移

我们研究了由夹在两个硅层之间的金薄膜构成并浸没于外部泵浦的 Al$_2$O$_3$:Er$^{3+}$ 中的有源等离激元波导中发射光的超快非线性动力学。我们通过一个广义三次 Ginzburg-Landau 方程对这种耗散系统中的光传播进行建模，该方程考虑了有源介质的放大以及金的吸收和热调制非线性的影响。我们发现，加热通过产生孤子自频移并伴随时域中孤子减速，严重影响了此类等离激元波导中时间耗散孤子的传播。通过采用半解析变分方法，我们推导了脉冲参数的一组耦合微分方程，从而评估了自诱导频移的依赖性。这些方程通过关于时间和频移的简单近似解析表达式，为复杂的非线性动力学提供了物理洞察。此类解析预测与广义三次 Ginzburg-Landau 方程的直接数值模拟结果高度一致。我们的结果对金基有源等离激元波导中的超快非线性动力学，特别是传播光脉冲的频谱整形特性，提供了一般性理解。