宽带非线性光波导中孤子传播的稳定可扩展控制

我们提出了一种在具有宽带延迟拉曼响应和窄带非线性增益-损耗的光波导中，实现 $N$ 个碰撞孤子序列的可扩展传输稳定与切换的方法。我们表明，$N$ 序列传输中的孤子振幅动力学由一个广义的 $N$ 维捕食者-猎物模型描述。利用该捕食者-猎物模型的稳定性和分岔分析，得到了物理参数的简单条件，以实现鲁棒的传输稳定以及 $N$ 个孤子序列中 $M$ 个的 on-off 和 off-on 切换。对于 $2 \le N \le 4$ 的 $N$ 耦合非线性 Schrödinger 方程组的单波导传输数值模拟，与捕食者-猎物模型的预测高度吻合，并且与其他宽带非线性单波导系统相比，稳定传播距离显著更大。此外，模拟还展示了多孤子序列的稳定 on-off 和 off-on 切换以及稳定的多次传输切换事件。我们讨论了在具有宽带延迟拉曼响应和窄带非线性增益-损耗的波导中实现传输稳定与切换的鲁棒性和可扩展性的原因，并解释了其相对于其他宽带非线性波导的优势。