光子学报, 2019, 48 (8): 0819001, 网络出版: 2019-11-28  

具有非线性耦合的锯齿型光波导阵列中的调制不稳定性和亮离散孤子

Modulational Instability and Bright Discrete Solitons in Zigzag Optical Waveguide Array with Nonlinear Coupling
作者单位
1 湖南城市学院 信息与电子工程学院, 湖南 益阳 413000
2 吉首大学 物理与机电工程学院, 湖南 吉首 416000
3 铜仁学院 大数据学院, 贵州 铜仁 554300
摘要
借助线性稳定性分析方法,推导出包含非线性耦合作用的锯齿型光波导阵列中平面波的离散调制稳定性增长率的解析表达式,并针对不同次近邻耦合系数分析了非线性耦合作用对调制不稳定性区域的影响.结果表明,改变非线性耦合系数的值会明显影响调制不稳定区域的形状.根据调制稳定性分析结果,预测了亮离散孤子可能存在的参数区域.然后,利用一种准离散的多重尺度方法得到了此锯齿型光波导阵列中亮离散孤子的解析解,并分析了它们的存在条件,结果与离散调制不稳定性分析预测的存在条件基本一致.
Abstract
By the use of a linear stability analysis, the analytic expression for the growth rate of the disperse modulational instability in the zigzag optical waveguide array with nonlinear coupling is got, and the influence of the nonlinear coupling on the modulational instability region for different values of the next-nearest-neighbor coupling coefficient is analyzed. The results indicate that varying the value of the nonlinear coupling parameter can evidently affect the shape of the modulational instability area. According to the result from the modulational instability analysis, the existence conditions of bright discrete solitons are predicted. Furthermore, analytical solutions for the bright discrete solitons in the present zigzag optical waveguide array are obtained by the multi-scale method. What is more, the existence conditions of such bright discrete solitons are discussed, which are manifested to be in agreement with the modulational instability analysis.

姚映波, 谢家玉, 尹芬芬, 唐炳. 具有非线性耦合的锯齿型光波导阵列中的调制不稳定性和亮离散孤子[J]. 光子学报, 2019, 48(8): 0819001. YAO Ying-bo, XIE Jia-yu, YIN Fen-fen, TANG Bing. Modulational Instability and Bright Discrete Solitons in Zigzag Optical Waveguide Array with Nonlinear Coupling[J]. ACTA PHOTONICA SINICA, 2019, 48(8): 0819001.

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