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自上世紀六十年代激光誕生不久，諾貝爾物理學獎獲得者Townes在其奠基性理論文章中指出“激光在二維自聚焦非線性介質(zhì)中難以實現(xiàn)穩(wěn)定傳播，會發(fā)生臨界塌縮”，此現(xiàn)象被稱為“Townes孤子”之后，克服激光傳播的臨界塌縮現(xiàn)象是物理以及其它領域科學家孜孜以求的目標。

當前非線性光學領域通常采用的方法是引入線性周期勢和競爭自聚焦三階—自散焦五階非線性，但是通過調(diào)節(jié)光場的衍射和三五階競爭非線性來克服塌縮現(xiàn)象仍然處于研究萌芽階段。

近日，中國科學院西安光機所曾健華團隊在《自然》子刊《通信物理學》上發(fā)表最新研究成果表明，他們在以往非線性調(diào)控研究的基礎上，通過結合線性周期勢和競爭三五階非線性特性，從理論研究了激光在分數(shù)衍射介質(zhì)中的傳播特性，發(fā)現(xiàn)了三類局域于能帶中且能穩(wěn)定傳播的二維局域孤子解，包括基模、帶隙渦旋和類截斷非線性布洛赫波（孤子簇），從而克服了二維自聚焦介質(zhì)中的臨界塌縮現(xiàn)象。