尽管孤立子或孤立波现象出现在物理学的许多领域中，然而单模光学纤维是最为便利地进行这类实验研究的材料，由于光与介质在这些纤维中的非线性相互作用即折射率随光强变化，使得正常的光脉冲发散的趋势可以忽略。最新方法是Weiner等人证实暗脉冲，即在连续激光束中的断点同样可以稳定传播。另外，Rothenberg和Grischkowsky观察到锐光波孤立子边缘干涉导致的‘波破坏’现象。

孤立子效应如同混沌现象是非线性动力学研究的一个方面。使得我们在这方面兴趣逐步增加的原因是由于随着计昇能力的提高使得我们可以求积比经典的线性化地简化要复杂得多真实动力系统演化。对于光波孤立子的研究不仅具有理论意义而且有实用价值。光脉冲经过长距离传输保持其形状，在通讯技术中有显而易见的应用。

1973年，Hasegawa和Tappert预言由于一些物质具有光强有关的折射率而导致的相调制可以用于补偿群速度的发散（其结果是折射率与解率有关）。这样，光波孤立子可以不畸变的传播。从那时起，亮脉冲的孤立子传播为不同谱段进行的实验所证实，这些实验中所用的光纤具有一个负的色散（波长X=1.3 μm，在标准单模光纤中）。最为显著的证据是，Mollenaner和Smith报告的在4000公里长的光纤中传输55 ps的光脉冲，他们采用了刚才描述的非线性方法稳定脉冲以防止发散，同时利用Raman放大去克服吸收和散射的损失。

在可见光区，对于正色散（λ＜1.3 μm），亮脉冲不能以孤立子方式传播而且群速度发散和非线性折射率的相互影响导致对于传播中的脉冲在空间和时间上的加宽。对所有符号的色散，实验结果在数值上都与非线性的薛定谔方程的预期相符合。这点的重要性在于这个方程描述的是在弱非线性下的色散波传播的一般情形。

但是，对于正色散，非线性的薛定谔方程允许有‘喑孤立子’解，即在稳定光强的背景下有局部的下降，从数学上讲，这是具有相移π和中心强度为0的反对称时间函数。其它的暗孤立子仍存在相反的，缓慢的相调制。最近，Weiner等人在红光脉冲的背景下产生了100~200 fs的反对称暗脉冲，间隔为1~4 ps。它们通过了1.4 m长的单模光学纤维，即5倍于该脉冲的孤立子传播的特征衰变长度。这些脉冲作为孤立子传播前必须修整成合适的形状：即一个基本波形通过由时间上不发散的透镜和光栅装置组成的空间掩蔽得到。数值模拟预言了在低功率时暗脉冲的加宽和在高功率时的变窄。

同时也为非线性薛定谔方程所预期的是所谓孤立子的‘波破坏’效应。Rothenberg和Grischkowsky的高分辨的实验证实了这一点。在水波中，波破坏产生于当波的群速度在峰位时大于其在边缘时，即波超越自身。同样地在非线性光纤中，自相调制和正的群速度色散结合起来使得脉冲更加直角化，脉冲中频率成分增多。方脉冲的边缘超过其低强度的翼：即由于在载波中脉冲的不同频率成分，相干产生出现在脉冲前沿的振荡即光波破坏。Rothenberg和Grischkowsky观察到这种光强冲击的形成和随至的在不同阶段的波破坏现象。这些观测是通过改变输入脉冲的强度和用120 fs分辨探测输出脉冲而得到的。

这些巧妙的实验不仅只是证实具有理论价值的数值预言。目前的光学通讯技术依赖的是线性技术。令人感兴趣的是采用稳定光脉冲技术用于数据传输中去增加信息密度。这种可能性已为Mollenawer和Smith在实验室中展示的4000公里传输所支持。

[Nature，339，17，1989]