Ukrainian Journal of Physical Optics


2023 Volume 24, Issue 4


ISSN 1816-2002 (Online), ISSN 1609-1833 (Print)

Optical solitons and complexitons for the concatenation model in birefringent fibers

1Arnous Ahmed H., 2,3,4,5Biswas Anjan, 6Yildirim Yakup, 7Moraru Luminita, 7Iticescu Catalina, 7Georgescu Puiu Lucian and 3Asiri Asim

1Department of Physics and Engineering Mathematics, Higher Institute of Engineering, El-Shorouk Academy, Cairo, Egypt
2Department of Mathematics and Physics, Grambling State University, Grambling, LA-71245, USA
3Mathematical Modeling and Applied Computation (MMAC) Research Group, Center of Modern Mathematical Sciences and their Applications (CMMSA), Department of Mathematics, King Abdulaziz University, Jeddah-21589, Saudi Arabia
4Department of Applied Sciences, Cross-Border Faculty of Humanities, Economics and Engineering, Dunarea de Jos University of Galati, 111 Domneasca Street, Galati-800201, Romania
5Department of Mathematics and Applied Mathematics, Sefako Makgatho Health Sciences University, Medunsa-0204, South Africa
6Department of Computer Engineering, Biruni University, Istanbul-34010, Turkey
7Faculty of Sciences and Environment, Department of Chemistry, Physics and Environment, Dunarea de Jos University of Galati, 47 Domneasca Street, 800008, Romania

ABSTRACT

The current paper reveals optical soliton solutions to the concatenation model in birefringent fibers. Two integration approaches are adopted in the paper. They are the enhanced Kudryashov approach and the new projective Riccati equation’s method. These reveal soliton and complexiton solutions that the method of undetermined coefficients failed to recover in earlier work. The parameter constraints are also displayed for the existence of the solitons and complexitons.

Keywords: solitons concatenation model, birefringence, parameter constraints, Kudryashov approach, Riccati equation's method

UDC: 535.32

    1. Ankiewicz A & Akhmediev N, 2014. Higher-order integrable evolution equation and its soliton solutions. Phys.Lett. A. 378: 358-361. doi:10.1016/j.physleta.2013.11.031
    2. Ankiewicz A, Wang Y, Wabnitz S & Akhmediev N, 2014. Extended nonlinear Schrödinger equation with higher-order odd and even terms and its rogue wave solutions. Phys.Rev. E. 89: 012907. doi:10.1103/PhysRevE.89.012907
    3. Biswas A, Vega-Guzman J, Kara A H, Khan S, Triki H, Gonzalez-Gaxiola O, Moraru L & Georgescu P L, 2023. Optical solitons and conservation laws for the concatenation model: undetermined coefficients and multipliers approach. Universe. 9 (1): 15. doi:10.3390/universe9010015
    4. Biswas A, Vega-Guzman J, Yildirim Y, Moraru L, Iticescu C & Alghamdi A A, 2023. Optical solitons for the concatenation model with differential group delay: undetermined coefficients. Mathematics. 11 (9): 2012. doi:10.3390/math11092012
    5. Kukkar A, Kumar S, Malik S, Biswas A, Yildirim Y, Moshokoa S P, Khan S & Alghamdi A A, 2023. Optical solitons for the concatenation model with Kudryashov's approaches. Ukr.J.Phys.Opt. 24 (2): 155-160. doi:10.3116/16091833/24/2/155/2023
    6. Triki H, Sun Y, Zhou Q, Biswas A, Yildirim Y & Alshehri H M, 2022. Dark solitary pulses and moving fronts in an optical medium with the higher-order dispersive and nonlinear effects. Chaos Solit.Fractals. 164: 112622. doi:10.1016/j.chaos.2022.112622
    7. Wang M-Y, Biswas A, Yıldırım Y, Moraru L, Moldovanu S & Alshehri H M, 2023. Optical solitons for a concatenation model by trial equation approach. Electronics. 12 (1): 19. doi:10.3390/electronics12010019
    8. Kudryashov N A, Biswas A, Borodina A G, Yildirim Y & Alshehri H M, 2023. Painleve analysis and optical solitons for a concatenated model. Optik. 272: 170255. doi:10.1016/j.ijleo.2022.170255
    9. Ahmed T & Atai J, 2019. Soliton-soliton dynamics in a dual-core system with separated nonlinearity and nonuniform Bragg grating. Nonlinear Dyn. 97 (2): 1515-1523. doi:10.1007/s11071-019-05069-4
    10. Ding C C, Zhou Q, Triki H, Hu Z H, 2022. Interaction dynamics of optical dark bound solitons for a defocusing Lakshmanan-Porsezian-Daniel equation. Opt.Express. 30 (22): 40712-40727. doi:10.1364/OE.473024

    Ця стаття розкриває розв'язки оптичних солітонів для моделі конкатенації у двопроменезаломлюючих волокнах. У статті застосовано два підходи до інтегрування: покращений підхід Кудряшова та новий метод проективного рівняння Ріккаті. Ці підходи дозволяють знайти розв'язки солітонів і комплексітонів, які не вдалося відновити за допомогою методу невизначених коефіцієнтів у попередніх дослідженнях. Також наведені обмеження параметрів для існування солітонів та комплексітонів.

    Ключові слова: модель конкатенації солітонів, подвійне променезаломлення, обмеження параметрів, підхід Кудряшова, метод рівняння Ріккаті

Free download this article 

© Ukrainian Journal of Physical Optics ©