GHz耗散孤子的集体动力学

《Laser & Photonics Reviews》：Collective Dynamics of GHz Dissipative Solitons

准单孤子作为孤子晶体的组成单元，在GHz光纤激光器的低阈值锁模中起关键作用。通过建立双增益效应理论框架，揭示了孤子衰变重启（SDR）和非规则Q开关不稳定性与多尺度增益景观的关联。实验采用单参数时间透镜门控测量系统，实时观测与数值模拟高度吻合，同时捕捉到准稳态中间相位中的间歇动力学过程。这些成果为理解非线性耗散系统中集体动力学提供了新视角。

　　

摘要

孤子分子复合体——由多个孤子组成的集体模式——在耗散光学系统中展现出丰富的非线性动力学特性，这使得它们从一个跨学科的角度来看成为一个重要的概念。最近，一种被称为“准单孤子”的新型集体模式被确认为孤子晶体的组成部分，对GHz孤子激光器的低阈值锁模现象起到了重要作用。由于这种模式基于多尺度增益机制的复杂相互作用，GHz孤子激光器成为研究耗散孤子集体动力学的理想平台，而这一领域目前仍大多未被探索。为此，研究人员开发了一个基于双重增益效应的理论框架，用于预测孤子衰减与重启（SDR）以及非规则Q开关不稳定性的集体动力学行为。在实验验证中，使用单个参量时间透镜构建了一个门控时频测量系统。实时的测量结果与GHz光纤激光器的数值预测高度吻合。此外，在准稳态中间阶段出现的间歇性动力学现象（即SDR过程）揭示了其与多尺度增益机制之间的内在联系。这些研究有望为GHz耗散孤子的动态增益驱动的集体动力学行为提供新的见解。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。