論文の概要: Experimental emulator of pulse dynamics in fractional nonlinear Schrödinger equation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2311.15150v2
• Date: Thu, 02 Jan 2025 17:17:51 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-01-03 22:24:07.663419
• Title: Experimental emulator of pulse dynamics in fractional nonlinear Schrödinger equation
• Title（参考訳）: 分数非線形シュレーディンガー方程式におけるパルスダイナミクスの実験エミュレータ
• Authors: Shilong Liu, Yingwen Zhang, Stéphane Virally, Ebrahim Karimi, Boris A. Malomed, Denis V. Seletskiy,
• Abstract要約: 一般化された分数非線形シュリンガー方程式(FNLSE)により制御されるパルス伝搬を支援する非線形光学プラットフォームを提案する。 提案手法は, キャビティ内とキャビティ外とを区別し, 有効分数群速度分散(FGVD)とKerr非線形性の間の相互作用を探索する。 これらの知見は、分数非線形系におけるスペクトル時間力学の実験的な研究のための新しい道を開く。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.084996921308185
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present a nonlinear optical platform to emulate a nonlinear \textit{L\'{e}vy waveguide} that supports the pulse propagation governed by a generalized fractional nonlinear Schr\"{o}dinger equation (FNLSE). Our approach distinguishes between intra-cavity and extra-cavity regimes, exploring the interplay between the effective fractional group-velocity dispersion (FGVD) and Kerr nonlinearity. In the intra-cavity configuration, we observe stable \textit{fractional solitons} enabled by an engineered combination of the fractional and regular dispersions in the fiber cavity. The soliton pulses exhibit their specific characteristics, \textit{viz.}, "heavy tails" and a "spectral valley" in the temporal and frequency domain, respectively, highlighting the effective nonlocality introduced by FGVD. Further investigation in the extra-cavity regime reveals the generation of spectral valleys with multiple lobes, offering potential applications to the design of high-dimensional data encoding. To elucidate the spectral valleys arising from the interplay of FGVD and nonlinearity, we have developed an innovative "force" model supported by comprehensive numerical analysis. These findings open new avenues for experimental studies of spectral-temporal dynamics in fractional nonlinear systems.
• Abstract（参考訳）: 一般化された分数非線形Schr\"{o}dinger方程式(FNLSE)によって制御されるパルス伝搬をサポートする非線形導波路をエミュレートする非線形光学プラットフォームを提案する。 提案手法は, キャビティ内とキャビティ外とを区別し, 有効分数群速度分散(FGVD)とKerr非線形性の間の相互作用を探索する。 キャビティ内構成では、繊維空洞内の分数分散と正則分散の工学的組み合わせによって実現される安定な \textit{fractional soliton} が観察される。 ソリトンパルスは特定の特性である \textit{viz を示す。 時間領域と周波数領域の「重い尾」と「スペクトルバレー」は、FGVDが導入した効果的な非局所性を強調した。 キャビティ外構造に関するさらなる研究により、複数のローブを持つスペクトルバレーの生成が明らかとなり、高次元データ符号化の設計に潜在的な応用が期待できる。 FGVDの相互作用と非線形性から生じるスペクトルバレーを解明するため、包括的数値解析によって支持される革新的な「力」モデルを開発した。 これらの知見は、分数非線形系におけるスペクトル時間力学の実験的な研究のための新しい道を開く。

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