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有界域上的正孤立波和项链孤立波。 (英语) Zbl 1364.35333号

摘要:我们给出了二维非线性薛定谔方程在有界区域(如矩形、圆形和环形)上的新孤波解。这些多峰“项链”孤波由几个相同的正剖面(“珍珠”)组成,因此相邻的“珍珠”具有相反的符号。它们在低功率下是稳定的,但在远低于崩溃临界功率(P_{mathrm{cr}})的功率下变得不稳定。这与有界畴上的基态(“单珍珠”)孤立波形成对比,后者在低于(P_{mathrm{cr}})的任何幂次下都是稳定的。
在环形畴上,基态孤波在低功率下是径向的,但在远低于(P_{mathrm{cr}})的阈值功率下发生对称性破缺。与凸有界区域的情况一样,环上的项链孤波在低功率下是稳定的,而在远低于(P_{mathrm{cr}})的功率下则变得不稳定。然而,与凸有界区域不同,环上的项链孤波在远高于(P_{mathrm{cr}})的幂次下具有第二稳定区。例如,当内半径与外半径之比为1:2时,四珠项链的功率在(3.1P_{mathrm{cr}})和(3.7P_{mathrm{cr}}之间时是稳定的。这一发现为传播局域激光束提供了可能性,其功率远大于目前为止可能的功率。
项链孤立波的不稳定性是由扰动激发的,扰动破坏了相邻珍珠之间的反对称性,并通过珍珠之间的能量传递表现出来。特别是,项链的不稳定性与坍塌无关。为了数值计算有界区域上项链孤立波的轮廓,我们引入了Petviashvili重整化方法的非谱变体。

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55年第35季度 NLS方程(非线性薛定谔方程)
35C08型 孤子解决方案
60年第35季度 与光学和电磁理论相关的PDE
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