Parametrisch angetriebene Kerr-Hohlraum-Solitonen

Nicolas Englebert, Francesco De Lucia, Pedro Parra-Rivas, Carlos Mas Arabí, Pier-John Sazio, Simon-Pierre Gorza und François Leo

Abstrakt

Kavitätssolitonen sind optische Pulse, die sich in nichtlinearen Resonatoren unbegrenzt ausbreiten. Sie stoßen aufgrund ihrer vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten und ihrer Verbindung zu anderen Wissenschaftsgebieten auf großes Interesse. Kavitätssolitonen unterscheiden sich von dissipativen Lasersolitonen dadurch, dass sie kohärent angeregt werden. Bisher lag der Fokus auf der externen Anregung von Kerr-Solitonen mit ihrer Trägerfrequenz, wobei für feste Parameter eine einzige stabile lokalisierte Lösung existiert. Hier demonstrieren wir experimentell die Anregung von Kerr-Kavitätssolitonen mit der doppelten Trägerfrequenz mithilfe eines vollständig faseroptischen parametrischen Oszillators. In dieser Konfiguration, der sogenannten parametrischen Anregung, können zwei hintergrundlose Solitonen mit entgegengesetzter Phase koexistieren. Wir nutzen diese Multiplizität, um eine Folge von Zufallsbits zu erzeugen und erweitern damit das Anwendungsspektrum von Kerr-Kavitätssolitonen auf Zufallsgeneratoren für n µm -Fasern und Ising-Maschinen. Unsere Ergebnisse stimmen hervorragend mit einer grundlegenden Amplitudengleichung überein und verdeutlichen unter anderem Verbindungen zu hydrodynamischen und mechanischen Systemen.