耦合非线性薛定谔系统中的非简并亮孤子:光矢量孤子的最新进展
斑图形成与孤子
2021-06-29 v1 可精确求解与可积系统
摘要
光脉冲或光束的非线性动力学始终是光孤子领域中的活跃研究方向之一。尤其在多模光纤或光纤阵列以及光折变材料中,矢量孤子展现出丰富的非线性现象。由于其迷人且新奇的特性,光矢量孤子的理论已从理论与实验两方面得到相当程度的发展,并带来了基于孤子、前景广阔的潜在应用。近年来,在可积与不可积耦合非线性薛定谔(CNLS)方程框架下,已识别出多种矢量孤子。本文综述了在非线性光学中理解所谓非简并矢量亮孤子动力学的一些最新进展,其中基孤子可具有多于一个的传播常数。我们通过考虑可积的两分量CNLS方程族,即Manakov系统、混合2-CNLS系统、相干CNLS系统、广义CNLS系统以及双分量长波-短波共振相互作用(LSRI)系统来阐述这一主题。在这些模型中,我们通过Hirota双线性方法推导其解析形式,讨论非简并矢量孤子的存在性及其相关的多峰几何轮廓特征。然后以Manakov系统为例揭示非简并孤子的新奇碰撞性质。渐近分析表明,非简并孤子一般经历三种类型的弹性碰撞,各模式间无任何能量重新分配。进一步,我们表明表现出能量共享碰撞的矢量孤子可作为新近报道的非简并矢量孤子的特例出现。最后,我们指出该主题可能的进一步发展及潜在应用。
引用
@article{arxiv.2106.14260,
title = {Nondegenerate bright solitons in coupled nonlinear Schr\"{o}dinger systems: Recent developments on optical vector solitons},
author = {S. Stalin and R. Ramakrishnan and M. Lakshmanan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.14260},
year = {2021}
}
备注
Accepted for publication in 'Photonics' and to appear in the special issue on 'Optical Solitons: Current Status'