变分方法研究相干驱动相位调制外场下无源光纤环谐振腔中的孤子动力学
光学
2019-08-07 v1
摘要
我们报道了一种详细的半解析处理，用于研究由相位调制泵浦驱动的 Kerr 介质无源光纤谐振腔中单个腔孤子（CS）和两个共传播 CS 的动力学。通过在变分原理框架中引入 Rayleigh 耗散函数来处理扰动，得到一组描述单个孤子参数演化的耦合常微分方程。我们进一步推导出闭式表达式，用于快速估计由外部调制泵浦引起的 CS 的时间轨迹、漂移速度和相位偏移。我们还将变分方法推广到求解无外调制场以及有外调制场时的双孤子相互作用问题。在无相位调制场时，两个共传播孤子可吸引、排斥或依其初始延迟独立传播。相互作用的终态可通过变分方法导出的二阶微分方程预测。而在有相位调制场时，依失谐频率和泵浦功率的不同，两个孤子相互作用可导致湮灭、合并、呼吸或双孤子态。变分处理解析预测了这些态并刻画了相关动力学，其与通过求解归一化 Lugiato-Lefever 方程进行的完整数值模拟一致。该变分方法所得结果将丰富对无源耗散系统中相位调制驱动场下复杂脉冲动力学的理解。
引用
@article{arxiv.1907.02954,
title = {Variational approach to study soliton dynamics in a passive fiber loop resonator with coherently driven phase-modulated external field},
author = {Maitrayee Saha and Samudra Roy and Shailendra K. Varshney},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.02954},
year = {2019}
}