研究目的
从理论上分析铌酸锂纳米波导中的明亮时间二次孤子及其与色散波的相互作用，重点研究二次时间孤子的动力学特性和频率转换过程。
研究成果
理论分析和模拟表明，在铌酸锂纳米波导中激发时间二次孤子是可行的，并揭示了与频率转换和超连续谱产生相关的共振辐射新机制。
研究不足
该研究属于理论层面，实际实施可能面临与精确几何参数的LN纳米波导制备及色散特性控制相关的挑战。
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[IEEE 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 铌酸锂纳米波导中的二次孤子及其与色散波的相互作用
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[IEEE 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 铌酸锂纳米波导中的二次孤子及其与色散波的相互作用
DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8872378
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
铌酸锂（LN）纳米波导结合了LN材料的高非线性与宽带透明特性，以及几何群速度色散（GVD）的灵敏可调性和亚波长波导的强场增强效应。这些特性使新兴的LN纳米波导成为研究二次时间孤子动力学及孤子与色散波相互作用驱动频率转换过程的理想载体。已知时间孤子因三次非线性产生的共振辐射（RR）是超连续谱生成的关键机制之一，近期关于三次孤子与二次非线性相互作用的研究发现了可调谐RR的新机制。本研究从理论上分析了LN纳米波导中的亮时间二次孤子——由基频（FH）与二次谐波（SH）频率的两个共传播脉冲构成，通过非线性介质介导的脉冲相互作用实现孤子形成所需的自相位调制。采用慢变包络近似，FH与SH的归一化场由耦合非线性方程描述。当两谐波经历同号群速度色散（GVD）时，结构可支持二次孤子存在。LN纳米波导中可激发峰值功率低于100W的亚皮秒孤子。我们分析了FH/SH非恒定GVD导致的不同RR辐射机制，以及孤子与色散波相互作用驱动的三波混频（TWM）辐射。模拟结果与理论预测的RR现象相符，这些发现揭示了LN纳米波导中时间二次孤子激发的可行性，以及与频率转换和超连续谱生成相关的新型RR机制。
作者：
William Rowe，Andrey V. Gorbach，Dmitry V. Skryabin
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