“Capillary” Structures in Transversely Trapped Nonlinear Optical Beams

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A mathematical analogy between paraxial optics with two circular polarizations of light in a defocusing Kerr medium with positive dispersion, binary Bose–Einstein condensates of cold atoms in the phase separation regime, and hydrodynamics of two immiscible compressible liquids can help in theoretical search for unknown three-dimensional coherent optical structures. In this work, transversely trapped (by a smooth profile of the refractive index) light beams are considered and new numerical examples are presented, including a “floating drop,” a precessing longitudinal optical vortex with an inhomogeneous profile of filling with the second component, and the combination of a drop and a vortex filament. Filled vortices that are perpendicular to the beam axis and propagate at large distances have also been simulated.

About the authors

V. P. Ruban

Landau Institute for Theoretical Physics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ruban@itp.ac.ru
142432, Chernogolovka, Moscow region, Russia

References

  1. А.Л. Берхоер, В.Е. Захаров, ЖЭТФ 58, 903 (1970).
  2. Y. Kivshar and G. P. Agrawal, Optical Solitons: From Fibers to Photonic Crystals, 1st ed., Academic Press, California, USA (2003).
  3. V.E. Zakharov and S. Wabnitz, Optical Solitons: Theoretical Challenges and Industrial Perspectives, Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg (1999).
  4. B.A. Malomed, Multidimensional Solitons, AIP Publishing (online), Melville, N.Y. (2022), https://doi.org/10.1063/9780735425118.
  5. T.-L. Ho and V.B. Shenoy, Phys. Rev. Lett. 77, 3276 (1996).
  6. H. Pu and N.P. Bigelow, Phys. Rev. Lett. 80, 1130 (1998).
  7. B. P. Anderson, P.C. Haljan, C. E. Wieman, and E.A. Cornell, Phys. Rev. Lett. 85, 2857 (2000).
  8. S. Coen and M. Haelterman, Phys. Rev. Lett. 87, 140401 (2001).
  9. G. Modugno, M. Modugno, F. Riboli, G. Roati, and M. Inguscio, Phys. Rev. Lett. 89, 190404 (2002).
  10. E. Timmermans, Phys. Rev. Lett. 81, 5718 (1998).
  11. P. Ao and S.T. Chui, Phys. Rev. A 58, 4836 (1998).
  12. B. Van Schaeybroeck, Phys. Rev. A 78, 023624 (2008).
  13. K. Sasaki, N. Suzuki, and H. Saito, Phys. Rev. A 83, 033602 (2011).
  14. H. Takeuchi, N. Suzuki, K. Kasamatsu, H. Saito, and M. Tsubota, Phys. Rev. B 81, 094517 (2010).
  15. N. Suzuki, H. Takeuchi, K. Kasamatsu, M. Tsubota, and H. Saito, Phys. Rev. A 82, 063604 (2010).
  16. H. Kokubo, K. Kasamatsu, and H. Takeuchi, Phys. Rev. A 104, 023312 (2021).
  17. K. Sasaki, N. Suzuki, D. Akamatsu, and H. Saito, Phys. Rev. A 80, 063611 (2009).
  18. S. Gautam and D. Angom, Phys. Rev. A 81, 053616 (2010).
  19. T. Kadokura, T. Aioi, K. Sasaki, T. Kishimoto, and H. Saito, Phys. Rev. A 85, 013602 (2012).
  20. K. Sasaki, N. Suzuki, and H. Saito, Phys. Rev. A 83, 053606 (2011).
  21. D. Kobyakov, V. Bychkov, E. Lundh, A. Bezett, and M. Marklund, Phys. Rev. A 86, 023614 (2012).
  22. D.K. Maity, K. Mukherjee, S. I. Mistakidis, S. Das, P.G. Kevrekidis, S. Majumder, and P. Schmelcher, Phys. Rev. A 102, 033320 (2020).
  23. K. Kasamatsu, M. Tsubota, and M. Ueda, Phys. Rev. Lett. 91, 150406 (2003).
  24. K. Kasamatsu and M. Tsubota, Phys. Rev. A 79, 023606 (2009).
  25. P. Mason and A. Aftalion, Phys. Rev. A 84, 033611 (2011).
  26. K. Kasamatsu, M. Tsubota, and M. Ueda, Phys. Rev. Lett. 93, 250406 (2004).
  27. H. Takeuchi, K. Kasamatsu, M. Tsubota, and M. Nitta, Phys. Rev. Lett. 109, 245301 (2012).
  28. M. Nitta, K. Kasamatsu, M. Tsubota, and H. Takeuchi, Phys. Rev. A 85, 053639 (2012).
  29. K. Kasamatsu, H. Takeuchi, M. Tsubota, and M. Nitta, Phys. Rev. A 88, 013620 (2013).
  30. В.П. Рубан, Письма в ЖЭТФ 113, 848 (2021).
  31. K. J.H. Law, P.G. Kevrekidis, and L. S. Tuckerman, Phys. Rev. Lett. 105, 160405 (2010); Erratum: Phys. Rev. Lett. 106, 199903 (2011).
  32. M. Pola, J. Stockhofe, P. Schmelcher, and P.G. Kevrekidis, Phys. Rev. A 86, 053601 (2012).
  33. S. Hayashi, M. Tsubota, and H. Takeuchi, Phys. Rev. A 87, 063628 (2013).
  34. A. Richaud, V. Penna, R. Mayol, and M. Guilleumas, Phys. Rev. A 101, 013630 (2020).
  35. A. Richaud, V. Penna, and A. L. Fetter, Phys. Rev. A 103, 023311 (2021).
  36. В.П. Рубан, Письма в ЖЭТФ 113, 539 (2021).
  37. V.P. Ruban, W. Wang, C. Ticknor, and P.G. Kevrekidis, Phys. Rev. A 105, 013319 (2022).
  38. В.П. Рубан, Письма в ЖЭТФ 115, 450 (2022).
  39. В.Е. Захаров, А.В. Михайлов, Письма в ЖЭТФ 45, 279 (1987).
  40. S. Pitois, G. Millot, and S. Wabnitz, Phys. Rev. Lett. 81, 1409 (1998).
  41. M. Haelterman and A.P. Sheppard, Phys. Rev. E 49, 3389 (1994).
  42. M. Haelterman and A.P. Sheppard, Phys. Rev. E 49, 4512 (1994).
  43. A.P. Sheppard and M. Haelterman, Opt. Lett. 19, 859 (1994).
  44. N. Dror, B.A. Malomed, and J. Zeng, Phys. Rev. E 84, 046602 (2011).
  45. Yu. S. Kivhsar and B. Luther-Davies, Phys. Rep. 298, 81 (1998).
  46. A.H. Carlsson, J.N. Malmberg, D. Anderson, M. Lisak, E.A. Ostrovskaya, T. J. Alexander, and Yu. S. Kivshar, Opt. Lett. 25, 660 (2000).
  47. A. S. Desyatnikov, L. Torner, and Yu. S. Kivshar, Progress in Optics 47, 291 (2005).
  48. S. Raghavan and G. P. Agrawal, Opt. Commun. 180, 377 (2000).
  49. S. Longhi, Opt. Lett. 28, 2363 (2003).
  50. A. Mafi, J. Light. Technol. 30, 2803 (2012).
  51. C.M. Arabi, A. Kudlinski, A. Mussot, and M. Conforti, Phys. Rev. A 97, 023803 (2018).
  52. T. Mayteevarunyoo, B.A. Malomed, and D.V. Skryabin, J. Opt. 23, 015501 (2020).
  53. L.G. Wright, F.O. Wu, D.N. Christodoulides, and F.W. Wise, Nat. Phys. 18, 1018 (2022).
  54. http://home.itp.ac.ru/~ruban/27DEC2022/w1.avi.
  55. http://home.itp.ac.ru/~ruban/27DEC2022/w1a.avi.
  56. http://home.itp.ac.ru/~ruban/27DEC2022/w2.avi.
  57. http://home.itp.ac.ru/~ruban/27DEC2022/w3.avi.
  58. A. S. Desyatnikov and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 87, 033901 (2001).
  59. F. Bouchard, H. Larocque, A.M. Yao, C. Travis, I. De Leon, A. Rubano, E. Karimi, G.-L. Oppo, and R.W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 117, 233903 (2016).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».