Спокiйнi солiтони в магнiтооптичних хвилеводах з нелiнiйною хроматичною дисперсiєю та формою самофазової модуляцiї за Кудряшовим, що мають узагальнену часову еволюцiю

  • Ельсаєд М.Е. Заєд Кафедра математики, факультет природничих наук, Загазизький унiверситет, Загазиг, Єгипет https://orcid.org/0000-0002-6755-0088
  • Мона Ель–Шатер Кафедра математики, факультет природничих наук, Загазизький унiверситет, Загазиг, Єгипет https://orcid.org/0000-0001-6587-1331
  • Ахмед Х. Арнус Кафедра математичних наук, Iнженерна школа Савiтха, SIMATS, Ченнаї, Тамiлнаду, Iндiя, Науково-дослiдний центр прикладної математики, Унiверситет Хазар, Баку, Аризона, Азербайджан https://orcid.org/0000-0002-7699-7068
  • Омер Мохаммед Ходаєр Аль-Дулаймi Кафедра технiчної iнженерiї зв’язку, Унiверситет Аль-Фарахiдi, Багдад, Iрак https://orcid.org/0000-0001-8581-0448
  • Фараг Махель Мухаммед Аль-Нiбрас Унiверситет–Iрак, Тiкрит, Iрак https://orcid.org/0000-0001-6391-2435
  • Iбрагiм Зехайтон Чалуб Кафедра дiлового адмiнiстрування, Коледж адмiнiстрування та економiки, Унiверситет Аль-Есраа, Багдад, Iрак https://orcid.org/0000-0002-1741-5232
  • О. Гонзалез–Гаксiола Кафедра прикладної математики та систем, Автономний унiверситет Метрополiтану–Куахiмальпа, Мехiко, Мексика https://orcid.org/0000-0003-3317-9820
  • Анджан Бiсвас Кафедра математики & фiзики, Державний унiверситет Гремблiнга, Гремблiнг, Луїзiана, США; Кафедра фiзики та електронiки, Унiверситет Хазар, Баку, Аризона, Азербайджан; Кафедра прикладних наук, Транскордонний факультет гуманiтарних, економiчних та iнженерних наук, Галацький унiверситет Дунареа де Жос, Галац, Румунiя; Кафедра математики та прикладної математики, Унiверситет медичних наук Сефако Макгатхо, Медунса, Пiвденна Африка https://orcid.org/0000-0002-8131-6044
  • Кармелiя Марiана Баланiка Драгомир Кафедра прикладних наук, Транскордонний факультет гуманiтарних, економiчних та iнженерних наук, Галацький унiверситет Дунареа де Жос, Галац, Румунiя https://orcid.org/0000-0001-7743-928X
DOI: https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-12
Ключові слова: солiтони, самофазова модуляцiя, iнтегрованiсть, хроматична дисперсiя

Анотація

У статтi обговорюється, як запропонована Кудряшовим схема самофазової модуляцiї та нелiнiйна хроматична дисперсiя спричиняють еволюцiю спокiйних оптичних солiтонiв у магнiтооптичних хвилеводах. Забезпечується повне розумiння моделi управлiння; розглядається узагальнена часова еволюцiя. Для полегшення вiдновлення таких солiтонiв використовується модифiкований пiдхiд суб-ODE. Це призводить до повного спектру оптичних солiтонiв та необхiдних умов, якi повиннi бути виконанi для iснування цих солiтонiв, якi також наводяться.

Завантаження

##plugins.generic.usageStats.noStats##

Посилання

H. Schamel, ”Quiescent solitary, snoidal and sinusoidal ion acoustic waves,” Plasma Phys. 14(10), 905–924 (1972). https://doi.org/10.1088/0032-1028/14/10/002

J.L. Hammack, ”A note on tsunamis: Their generation and propagation in an ocean of uniform depth,” J. Fluid Mech. 60(4), 769–799 (1973). https://doi.org/10.1017/S0022112073000479

A. Hasegawa, and F. Tappert, ”Transmission of quiescent nonlinear optical pulses in dispersive dielectric fibers. I. Anomalous dispersion,” Apple. Phys. Lett. 23(3), 142-144 (1973). https://doi.org/10.1063/1.1654836

M. Karlsson, and A. Hook, ”Soliton-like pulses governed by fourth order dispersion in optical fibers,” Opt. Commun. 104(4–6), 303–307 (1994). https://doi.org/10.1016/0030-4018(94)90560-6

D. Mihalache, D. Mazilu, B.A. Malomed, and L. Torner, ”Asymmetric spatio-temporal optical solitons in media with quadratic nonlinearity,” Opt. Commun. 152(4–6), 365–370 (1998). https://doi.org/10.1016/S0030-4018(98)00206-5

D. Mihalache, D. Mazilu, L.-C. Crasovan, L. Torner, B.A. Malomed, and F. Lederer, ”Three-dimensional walking spatiotemporal solitons in quadratic media,” Phys. Rev. E - Stat. Phys. Plasmas Fluids Rel. Interdiscip. Top. 62(5), 7340–7347 (2000). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.62.7340

N.A. Kudryashov, ”Periodic and solitary waves in optical fiber Bragg gratings with dispersive reflectivity,” Chinese J. Phys. 66, 401–405 (2020). https://doi.org/10.1016/j.cjph.2020.06.006

W.C.K. Mak, B.A. Malomed, and P.L. Chu, ”Three-wave gap solitons in waveguides with quadratic nonlinearity,” Phys. Rev. E - Stat. Phys. Plasmas Fluids Rel. Interdiscip. Top. 58(5), 6708–6722 (1998). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.58.6708

A.H. Arnous, A. Biswas, Y. Yıldırım, L. Moraru, M. Aphane, S.P. Moshokoa, and H.M. Alshehri, ”Quiescent optical solitons with Kudryashov’s generalized quintuple-power and nonlocal nonlinearity having nonlinear chromatic dispersion: generalized temporal evolution,” Ukr. J. Phys. Opt. 24(1), 105–113 (2023). https://doi.org/10.3116/16091833/24/2/105/2023

N.A. Kudryashov, ”Highly dispersive optical solitons of the generalized nonlinear eighth-order Schr¨odinger equation,” Optik, 206, 164335 (2020). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.164335

E.M.E. Zayed, R. Shohib, M. Alngar, A. Biswas, M. Ekici, S. Khan, A.K. Alzahrani, and M. Belic, ”Optical solitons and conservation laws associated with Kudryashov’s sextic power-law nonlinearity of refractive index,” Ukr. J. Phys. Opt. 22, 38–49 (2021). https://doi.org/10.3116/16091833/22/1/38/2021

A.R. Adem, M. Ekici, A. Biswas, M. Asmag, E.M.E. Zayed, A.K. Alzahrani, and M.R. Belic, ”Stationary optical solitons with nonlinear chromatic dispersion having quadratic–cubic law of refractive index,” Phys. Lett. A, 384, 126606 (2020). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2020.126606

N. Sucu, M. Ekici, and A. Biswas, ”Quiescent optical solitons with nonlinear chromatic dispersion and generalized temporal evolution by extended trial function approach,” Chaos Solitons Fractals, 147, 110971 (2021). https://doi.org/10.1016/j.chaos.2021.110971

A.H. Arnous, T.A. Nofal, A. Biswas, S. Khan, and L. Moraru, ”Quiescent optical solitons with Kudryashov’s generalized quintuple-power and nonlocal nonlinearity having nonlinear chromatic dispersion,” Universe, 8, 501 (2022). https://doi.org/10.3390/universe8100501

M. Ekici, A. Sonmezoglu, and A. Biswas, ”Quiescent optical solitons with Kudryashov’s laws of refractive index,” Chaos Solitons Fractals, 151, 111226 (2021). https://doi.org/10.1016/j.chaos.2021.111226

A.R. Adem, B.P. Ntsime, A. Biswas, S. Khan, A.K. Alzahraniand, and M.R. Belic, ”Quiescent optical solitons with nonlinear chromatic dispersion for Lakshmanan–Porsezian–Daniel model having Kerr law of nonlinear refractive index,” Ukr. J. Phys. Opt. 22, 83–86 (2021). https://doi.org/10.3116/16091833/22/2/83/2021

A. Biswas, M. Ekici, and A. Sonmezoglu, ”Quiescent optical solitons with Kudryashov’s quintuple power–law of refractive index having nonlinear chromatic dispersion,” Phys. Lett. A, 426, 127885 (2022). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2021.127885

A. Sonmezoglu, ”Stationary optical solitons having Kudryashov’s quintuple power law nonlinearity by extended G'/G -expansion,” Optik, 253, 168521 (2022). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.168521

N.A. Kudryashov, ”Mathematical model of propagation pulse in optical fiber with power nonlinearities,” Optik, 212, 164750 (2020). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.164750

N.A. Kudryashov, and E.V. Antonova, ”Solitary waves of equation for propagation pulse with power nonlinearities,” Optik, 217, 164881, (2020). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.164881

N.A. Kudryashov, ”Highly dispersive optical solitons of equation with various polynomial nonlinearity law,” Chaos Solitons Fractals 140, 110202, (2020). https://doi.org/10.1016/j.chaos.2020.110202

N.A. Kudryashov, ”Model of propagation pulses in an optical fiber with a new law of refractive indices,” Optik, 248, 168160, (2021). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.168160 https://doi.org/10.1016/j.physleta.2020.126606

A.R. Adem, B.P. Ntsime, A. Biswas, M. Asma, M. Ekici, S.P. Moshokoa, A.K. Alzahrani, and M.R. Belic, ”Quiescent optical solitons with Sasa–Satsuma equation having nonlinear chromatic dispersion,” Phys. Lett. A, 384, 126721 (2020). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2020.126721

A. Biswas, M. Ekici, A. Sonmezoglu, and M. Belic, ”Quiescent optical solitons with nonlinear group velocity dispersion by extended trial function scheme,” Optik, 171, 529–542, (2018). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2018.06.067

A.H. Arnous, A. Biswas, Y. Yildirim, and A. Asiri, ”Quiescent optical solitons for the concatenation model having nonlinear chromatic dispersion with differential group delay,” Contemp. Math. 4(4), 877–904 (2023). https://doi.org/10.37256/cm.4420233596

Y. Geng, and J. Li, ”Exact solutions to a nonlinearly dispersive Schrodinger equation,” Appl. Math. Comp. 195, 420–439 (2008). https://doi.org/10.1016/j.amc.2007.04.119

Z. Yan, ”Envelope compactons and solitary patterns,” Phys. Lett. A, 355, 212–215 (2006). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2006.02.032

Z. Yan, ”Envelope compact and solitary pattern structures for the GNLS(m,n,p,q) equations,” Phys. Lett. A, 357, 196–203 (2006). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2006.04.032

Z. Yan, ”New exact solution structures and nonlinear dispersion in the coupled nonlinear wave systems,” Phys. Lett. A, 361, 194–200 (2007). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2006.07.032

Z. Zhang, Z. Liu, X. Miao, andY. Chen, ”Qualitative analysis and travelingwave solutions for the perturbed nonlinear Schrodinger’s equation with Kerr law nonlinearity,” Phys. Lett. A, 375, 1275–1280 (2011). https://doi.org/10.1016/j.physleta.2010.11.070

Z. Zhang, Y.-x. Li, Z.-h. Liu, and X.-j. Miao, ”New exact solutions to the perturbed nonlinear Schrodinger’s equation with Kerr law nonlinearity via modified trigonometric function series method,” Commun. Nonlin. Sci. Num. Simul. 16, 3097–3106, (2011). https://doi.org/10.1016/j.cnsns.2010.12.010

E.M.E. Zayed, M. El-Shater, A.H. Arnous, Y. Yıldırım, L. Hussein, A.J.M. Jawad, S.S. Veni, and A. Biswas, ”Quiescent optical solitons with Kudryashov’s generalized quintuple-power law and nonlocal nonlinearity having nonlinear chromatic dispersion with generalized temporal evolution by enhanced direct algebraic method and sub-ODE approach,” Eur. Phys. J. Plus, 139, 885 (2024). https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-024-05636-8

N.A. Kudryashov, ”Stationary solitons of the generalized nonlinear Schr¨odinger equation with nonlinear dispersion and arbitrary refractive index,” Appl. Math. Lett. 128, 107888 (2022). https://doi.org/10.1016/j.aml.2021.107888

N.A. Kudryashov, ”Quiescent solitons of the model with nonlinear chromatic dispersion and arbitrary refractive index,” Optik, 259, 168888 (2022). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2022.168888

Z. Yang, and B.Y. Hon, ”An improved modified extended tanh-function method,” Zeitschrift fur Naturforschung A, 61(3-4), 103–115 (2007). https://doi.org/10.1515/zna-2006-3-401

E.M.E. Zayed, and M.E.M. Alngar, ”Application of newly proposed sub-ODE method to locate chirped optical solitons to Triki–Biswas equation,” Optik, 207, 164360 (2020). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.164360

Z.L. Li, ”Periodic Wave Solutions of a Generalized KdV-mKdV Equation with Higher-Order Nonlinear Terms,” Z. Naturforsch, 65a, 649-657 (2010). http://www.znaturforsch.com/s65a/s65a0649.pdf

E.M.E. Zayed, Kh.A. Gepreel, M.E.M. Alngar, A. Biswas, A. Dakova, M. Ekici, H.M. Alshehri, and M.R. Belic, ”Cubic–quartic solitons for twin-core couplers in optical metamaterials,” Optik, 245, 167632 (2021). https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2021.167632

Y. Chen, and Z. Yan, ”The Weierstrass elliptic function expansion method and its applications in nonlinear wave equations,” Chaos, Soliton of Fractalas, 29, 948-964 (2006). https://doi.org/10.1016/j.chaos.2005.08.071

Y. Zhen-Ya, ”NewWeierstrass semi-rational expansion method to doubly periodic solutions of soliton equations,” Commu. Theor. Phys. 43, 391-396 (2005). https://doi.org/10.1007/s12596-024-01728-x

Опубліковано
2025-12-08
Цитовано
Як цитувати
Заєд, Е. М., Ель–Шатер, М., Арнус, А. Х., Аль-ДулаймiО. М. Х., Мухаммед, Ф. М., ЧалубI. З., Гонзалез–ГаксiолаО., БiсвасА., & Драгомир, К. М. Б. (2025). Спокiйнi солiтони в магнiтооптичних хвилеводах з нелiнiйною хроматичною дисперсiєю та формою самофазової модуляцiї за Кудряшовим, що мають узагальнену часову еволюцiю. Східно-європейський фізичний журнал, (4), 141-156. https://doi.org/10.26565/2312-4334-2025-4-12
Номер
№ 4 (2025): East European Journal of Physics
Розділ
Статті

Авторське право (c) 2025 Ельсаєд М.Е. Заєд, Мона Ель–Шатер, Ахмед Х. Арнус, Омер Мохаммед Ходаєр Аль-Дулаймi, Фараг Махель Мухаммед, Iбрагiм Зехайтон Чалуб, О. Гонзалез–Гаксiола, Анджан Бiсвас, Кармелiя Марiана Баланiка Драгомир

Ліцезія Creative Commons

Цю роботу ліцензовано за Міжнародня ліцензія Creative Commons Attribution 4.0.

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

    • Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
    • Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див. The Effect of Open Access).