物理系光场调控研究团队在耗散缺陷孤子研究方面取得新进展

近日，光场调控研究团队王艳副教授在中心缺陷非厄米晶格支撑的耗散孤子研究方面取得了新进展，相关研究成果以“Phase-dependent stability and interconversion of dissipative defect solitons in non-Hermitian lattices with even gain and loss”为题,发表在国际期刊《Optics Express》上。该论文以长治学院为第一完成单位，王艳副教授为第一作者，黄长明教授为通讯作者，浙江科技大学董亮伟教授参与了该项研究。

在非厄米耗散系统中，相同的场模量分布并不意味着相同的稳定性，因为相对相位与节点结构可显著改变系统对扰动的响应特性。当耗散项仅具线性特性时，由缺陷支撑的同相与异相孤子能否共存？它们的非线性分支如何与线性缺陷模态相连接？它们的相对相位结构是否影响系统稳定性与长程传播特性？这些问题仍待阐明。

针对以上问题，我们探究了具有线性增益与损耗分布及单周期宽中心缺陷的非厄米晶格中同相与异相耗散孤子的特性。并同时考虑自聚焦与自散焦克尔非线性效应。自散焦分支从线性缺陷模式分岔而出，而自聚焦分支则无线性极限。同相与异相孤子稳定性存在显著差异。直接数值模拟与归一化模态投影分析揭示了两种不稳定性结果：局域化结构的瓦解，以及同相与异相状态之间的相互转化。这些结果表明，相对相位是决定耗散型缺陷孤子稳定性的关键因素。

图1 同相和异相耗散孤子的实部和虚部分布图

图2  (a,b)异相孤子和(c,d)同相孤子的稳定性分析。(a,c)耗散性缺陷孤子的传输和(b,d)模态投影，分别展示一个不稳定的异相孤子和一个稳定的同相孤子

该研究得到山西省应用基础研究计划项目和国家自然科学基金项目的支持。

论文链接:https://doi.org/10.1364/OE.613105