論文の概要: Observation of the spectral bifurcation in the Fractional Nonlinear
Schr\"{o}dinger Equation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.15150v1
- Date: Sun, 26 Nov 2023 00:34:15 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-11-28 19:12:10.293183
- Title: Observation of the spectral bifurcation in the Fractional Nonlinear
Schr\"{o}dinger Equation
- Title（参考訳）: フラクショナル非線形Schr\"{o}ディンガー方程式におけるスペクトル分岐の観測
- Authors: Shilong Liu, Yingwen Zhang, St\'ephane Virally, Ebrahim Karimi, Boris
A. Malomed, Denis V. Seletskiy
- Abstract要約: 超高速ソリトンパルスのスペクトル分岐の包括的調査と実験的実現を報告する。
本稿では,周波数チャープに基づく実効力モデルを提案する。
工学的なスペクトル分岐パターンの提案は、超高速信号処理アプリケーションにとって大きな可能性を秘めている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.4477590105028
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We report a comprehensive investigation and experimental realization of
spectral bifurcations of ultrafast soliton pulses. These bifurcations are
induced by the interplay between fractional group-velocity dispersion and Kerr
nonlinearity (self-phase modulation) within the framework of the fractional
nonlinear Schr\"{o}dinger equation. To capture the dynamics of the pulses under
the action of the fractional dispersion and nonlinearity, we propose an
effective `force' model based on the frequency chirp, which characterizes their
interactions as either `repulsion', `attraction', or `equilibration'. By
leveraging the `force' model, we design segmented fractional dispersion
profiles that directly generate spectral bifurcations \{1\}$\rightarrow$ \{N\}
at relevant nonlinearity levels. These results extend beyond the traditional
sequence of bifurcations \{1\}$\rightarrow$ \{2\}$\rightarrow$ \{3\} ...
$\rightarrow$ \{N\} associated with the growth of the nonlinearity. The
experimental validation involves a precisely tailored hologram within a pulse
shaper setup, coupled to an alterable nonlinear medium. Notably, we achieve up
to N=5 in \{1\}$\rightarrow$ \{N\} bifurcations at a significantly lower
strength of nonlinearity than otherwise would be required in a sequential
cascade. The proposal for engineering spectral bifurcation patterns holds
significant potential for ultrafast signal processing applications. As a
practical illustration, we employ these bifurcation modes to optical data
squeezing and transmitting it across a 100-km-long single-mode fiber.
- Abstract（参考訳）: 超高速ソリトンパルスのスペクトル分岐の包括的調査と実験的実現を報告する。
これらの分岐は、分数非線形schr\"{o}dinger方程式の枠組みにおける分数群速度分散とkerr非線形性(自己相変調)の相互作用によって引き起こされる。
分数分散と非線形の作用下でパルスのダイナミクスを捉えるために,周波数チャープに基づく効果的な「力」モデルを提案する。
力'モデルを利用することで、スペクトル分岐 \{1\}$\rightarrow$ \{n\} を関連する非線形レベルで直接生成する分数分散プロファイルを設計する。
これらの結果は、非線形性の成長に付随する伝統的な分岐の列 \{1\}$\rightarrow$ \{2\}$\rightarrow$ \{3\} ... $\rightarrow$ \{N\} を超えて拡張される。
実験的な検証では、パルス整形器のセットアップ内で正確に調整されたホログラムが、変更可能な非線形媒体に結合される。
特に、次列カスケードで必要となる非線形性の強度が著しく低い場合、最大で N=5 in \{1\}$\rightarrow$ \{N\} 分岐が得られる。
工学的なスペクトル分岐パターンの提案は、超高速信号処理アプリケーションにとって大きな可能性を秘めている。
実例として、これらの分岐モードを用いて、100kmの単モードファイバで光データをスキューズし、伝送する。
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