純六次孤子光纖激光器中倍周期分岔到混沌的研究

    在光孤子和超快激光器領域，鎖模光纖激光器一直是研究非線性孤子動力學的優秀實驗平臺。以往的激光器色散工程主要調節群速度色散，而高階色散往往被視為有害。然而，純四次孤子等的研究表明高階色散也具有重要作用。那么，偶數階色散孤子的相關現象和物理機制是否與傳統孤子不同呢？

    華南師范大學信息光電子科技學院的羅智超等人對此展開了深入研究。他們采用廣義非線性Schr?dinger方程，通過標準對稱分步傅里葉法進行數值求解，模擬被動鎖模光纖激光器的行為。研究中，他們首先獲得了穩定的鎖模孤子運轉。純六次孤子相比傳統孤子更寬且帶有振蕩尾，其中心頻率附近有與六階色散相關的邊帶和平坦光譜，并且時域中的振蕩尾和頻域中的邊帶十分穩定。

    隨著飽和能量的增加，純六次孤子變成了周期振蕩，出現了倍周期分岔現象。這是由于中心部分和振蕩尾之間發生了能量再分配。進一步調整飽和能量，還會發生12周期分岔，純六次孤子的峰值強度呈現出“分岔樹”模式。

    當繼續增加飽和能量時，純六次孤子出現孤子爆炸，高振幅混沌和脈動交替出現，形成了“具有混沌行為的脈動孤子”。

    該研究有助于人們進一步理解純六次孤子動力學，為光孤子和超快激光加工設備領域的發展提供了新的思路和方向。