Transition Between Quadratic and Quartic Solitons With OAM Modes in Passive Driven Fiber Resonator

物理 谐振器 孤子 四次方程 色散(光学) 角动量 非线性系统 光学 量子电动力学 量子力学 数学 纯数学
作者
Zhifeng Shi,Pan Wang,Shijie Sun,Qingbo Wang,Zhi Wang,Yange Liu
出处
期刊:Journal of Lightwave Technology [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:42 (2): 853-858
标识
DOI:10.1109/jlt.2023.3315139
摘要

Solitons are particular wave packets that can propagate and maintain stable shape by complex balance between dispersion and nonlinear effects. Very recently, the new concept of pure-quartic soliton has been widely discussed due to its extraordinary energy scaling law, arising from the interaction between quartic dispersion and nonlinear Kerr effects. In our work, we numerically investigate the nonlinear dynamics of pure-quartic solitons with orbital angular momentum (OAM) in passive driven fiber resonator. The dual-concentric Germania-doped ring-core fiber (GRF) is specially designed to support OAM modes in the resonator. Since different OAM modes are related to different dispersion conditions, the transition between conventional quadratic soliton and pure-quartic soliton can be achieved by changing the OAM mode orders of the driving continuous wave source. Our work provides a promising method to control the dispersion for soliton formation through transverse structured mode conversion, and might benefit the investigation of spatio-temporal solitons in the future.
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