2月16日，记者从西安光机所获悉：该所瞬态光学与光子技术国家重点实验室副研究员曾健华团队在分数衍射系统中的非线性波局域理论研究方面取得新进展，研究成果在线发表于跨学科国际期刊上。据了解，该成果可应用于冷原子的非线性调控、激光的非线性传播等领域。

西安光机所研究团队从平均场近似下的连续性方程出发，系统性研究了囚禁于深晶格中的超冷原子非线性局域模的产生、特点和稳定性情况，重点探讨了在自散焦三阶非线性作用下位于第一带隙和第二带隙的带隙孤子和带隙涡旋的物理特性。他们理论上推导了归一化的动力学方程，借助托马斯-费米近似方法得出了物质波局域模的近似解析解，获得了冷原子个数与化学势、衍射系数之间的依赖关系。计算结果表明：这些理论与数值结果能较好地吻合，揭示了深晶格具有强局域特性的物理机制。

研究团队进一步研究发现，由于这一强局域特性，囚禁于深晶格的带隙孤子紧紧地束缚在单晶格周期内，与自聚焦离散模型中分布于数个晶格周期内的离散孤子结果完全不同。通过线性稳定性分析和含微扰的直接数值模拟方法，研究发现带隙孤子和带隙涡旋都具有极好的“鲁棒性”。现有文献报道认为囚禁于浅晶格的不稳定局域模会快速坍塌，与此相反的是，团队研究发现在深晶格背景下，不稳定的局域模在演化过程中不会发生坍塌现象，只是在近邻晶胞产生旁瓣。

近年来，西安光机所曾健华研究团队在分数衍射介质中激光和物质波的非线性局域理论方面取得了系列研究进展，揭示了丰富的局域模结构和非线性物理。目前所有关于含周期势的分数衍射系统中的非线性理论都局限于浅晶格或中度调制晶格，此次团队关于深晶格情况下的非线性波局域理论研究进展在该领域属于全新突破。