Бризерная динамика Cosh-гауссовых лазерных пучков в средах с нелинейностью третьей степени и аксиально-модулированной нелинейностью пятой степени

Поведение лазерных пучков Cosh-Гаусса (ChG) рассматривается в контексте кубически-квинтической нелинейной среды, где нелинейность пятого порядка модулируется вдоль оси распространения. С помощью метода моментов выведены уравнения эволюции, описывающие пространственную динамику пучка. Проанализировано влияние этой аксиальной модуляции на устойчивость и колебательное поведение пучка. Показано, что контролируемое изменение нелинейности пятого порядка позволяет настраивать бризерные паттерны. Эта модулированная динамика предлагает гибкий механизм управления распространением пучка в нелинейных средах, потенциально применимый для формирования лазерного пучка, управления оптическим филаментом и разработки нелинейных фотонных устройств.

1. A. Yariv, P. Yeh, Opt. Commun., 27, 295 (1978).

2. A. M. Perego, S. K. Turitsyn, K. Staliunas, Light Sci. Appl., 7, 43 (2018).

3. A. Giordmaine, Sci. Am., 210, 38 (1964).

4. C. Rebbi, Sci. Am., 240, 92 (1979).

5. G. I. Stegeman, M. Segev, Science, 286, 1518 (1999).

6. A. Alberucci, C. P. Jisha, G. Assanto, J. Opt., 18, 125501 (2016).

7. B. Frisquet, B. Kibler, G. Millot, Phys. Rev., X3, 041032 (2013).

8. E. Lucas, M. Karpov, H. Guo, M. L. Gorodetsky, T. J. Kippenberg, Nat. Commun., 8, 736 (2017).

9. A. K. Shafeeque, A. Govindarajan, M. Lakshmanan, Phys. Lett. A, 433, 128416 (2022).

10. K. M. Devi, G. Kumar, A. K. Sarma, J. Opt. Soc. Am. B, 36, 2160 (2019).

11. B. Kibler, A. Chabchoub, A. Gelash, N. Akhmediev, V. E. Zakharov, Phys. Rev., X5, 041026 (2015).

12. W. Alhejaili, S. Roy, S. Raut, A. Roy, A. H. Salas, T. Aboelenen, S. A. Tantawy, Phys. Plasmas, 31, 082107 (2024).

13. A. C. Scott, Phys. Rev. A, 31, 3518(R) (1985).

14. A. Chabchoub, N. P. Hoffmann, N. Akhmediev, Phys. Rev. Lett., 106, 204502 (2011).

15. P. J. Everitt, M. A. Sooriyabandara, M. Guasoni, P. B. Wigley, C. H. Wei, G. D. McDonald, K. S. Hardman, P. Manju, J. D. Close, C. C. N. Kuhn, S. S. Szigeti, Y. S. Kivshar, N. P. Robins, Phys. Rev. A, 96, 041601(R) (2017).

16. L. Haiyan, H. Lei, Y. Chunxin, Wang Zhan, Phys. Fluids, 35, 076602 (2023).

17. A. E. Siegman, IEEE J. Quant. Electron., 27, 1146 (1991).

18. S. A. Akhmanov, A. P. Sukhorukov, R. V. Khoklov, Sov. Phys. Usp., 10, 609 (1968).

19. R. Y. Chiao, E. Garmire, C. H. Townes, Phys. Rev. Lett., 13, 479 (1960).

20. D. N. Christodoulides, F. Lederer, Y. Silberberg, Nature, 424, 817 (2003).

21. M. Segev, G. C. Valley, B. Crosignani, P. D. Porto, A. Yariv, Phys. Rev. Lett., 73, 3211 (1994).

22. S. Minardi, F. Eilenberger, Y. V. Kartashov, A. Szameit, U. Röpke, J. Kobelke, K. Schuster, H. Bartelt, S. Nolte, L. Torner, F. Lederer, A. Tünnermann, T. Pertsch, Phys. Rev. Lett., 105, 263901 (2010).

23. M. N. Islam, Phys. Today, 47, 34 (1994).

24. E. Corcoran, Sci. Am., 264, 106 (1991).

25. M. Karlsson, D. Anderson, M. Desaix, Opt. Lett., 17, 22 (1992).

26. P. L. Kelley, Phys. Rev. Lett., 15, 1005 (1965).

27. A. Biswas, Opt. Commun., 216, 427 (2003).

28. D. Pushkarov, S. Tanev, Opt. Commun., 124, 354 (1996).

29. F. R. Talenti, Y. Sun, P. P. Rivas, T. Hansson, S. Wabnitz, Opt. Commun., 546, 129773 (2023).

30. D. Yang, B. Tian, H. Tian, Y. Chen, W. Shan, Y. Jiang, Optik, 247, 166815 (2021).

31. D. K. Mahato, A. Govindarajan, M. Lakshmanan, A. K. Sarma, Phys. Lett. A, 392, 127134 (2021).

32. Z. Dai, Q. Zeng, S. Shen, Z. Yang, Res. Phys., 23, 104055 (2021).

33. S. D. Patil, M. V. Takale, S. T. Navare, M. B. Dongare, Optik, 20, 1869 (2011).

34. H. Rezapour, H. Zahed, P. Mokhtary, Chin. J. Phys., 56, 1834 (2018).

35. Y. V. Kartashov, B. A. Malomed, L. Torner, Rev. Mod. Phys., 83, 247 (2011).

36. J. F. Lam, B. Lippmann, F. Tappert, Phys. Fluids, 20, 1176 (1977).

37. C. Pare, P. A. Bélanger, Opt. Quantum Electron., 24, 1051 (1992).

38. S. Konar, M. Mishra, S. Jana, Phys. Lett. A, 362, 505 (2007).

39. A. Rashed, A. R. Saleh, E. A. Bahaa, Appl. Opt., 34, 6819 (1995).

40. S. Feng, H. G. Winful, Opt. Lett., 26, 485 (2001).

41. E. M. Wright, B. L. Lawrence, W. Torruellas, G. Stegeman, Opt. Lett., 20, 2481 (1995).

42. P. Hariharan, P. A. Robinson, J. Mod. Opt., 43, 219 (1996).