Soliton

Jika pulsa cahaya merambat dalam suatu medium dispersif, maka bentuk pulsa akan berubah secara kontinu, karena komponen-komponen frekuensi merambat dengan kecepatan group yang berbeda dan time delay yang berbeda pula [lihat Gb. (5.15)]. Bila mediumnya adalah medium optik nonlinier, efek self-phase modulation (n2 > 0, efek Kerr, dibahas terpisah dalam kuliah Optik Nonlinier) akan merubah fasa dan frekuensi yang mempunyai intensitas lemah dengan jumlah yang tak sama. Akibat dari dispersi kecepatan group, bagian pulsa akan merambat dengan kecepatan group yang berbeda sehingga bentuk pulsa akan berubah. Kombinasi self-phase modulation dan dispersi kecepatan group akan menghasilkan pelebaran pulsa secara keseluruhan atau kompresi pulsa, bergantung pada besar dan tanda (signs) dari kedua efek tersebut.

Pelebaran pulsa pendek dalam medium linier dengan dispersi anomali; panjang gelombang pendek dari komponen B mempunyai kecepatan group yang lebih besar, karenanya menjalar lebih cepat dibandingkan dengan panjang gelombang yang lebih panjang dari komponen R. (b). Dalam medium nonlinier, self-phase modulation (n2 > 0), mengakibatkan pergeseran frekuensi negatif dalam pulsa R dan pergeseran frekuensi positif dalam pulsa B, sehingga pulsa berbentuk chirped tetapi bentuk pulsanya tak berubah. Jika pulsa chirped menjalar dalam medium linier, maka pulsa akan dikompres. Namun jika mediumnya adalah medium nonlinier dispersif (c), maka pulsa akan dikompres, diperlebar atau dijaga konstan (soliton) bergantung pada besar dan tanda dari dispersi dan efek nonlinier medium.
 Pada kondisi tertentu, suatu pulsa optik dapat merambat dalam medium nonlinier dispersif tanpa adanya perubahan bentuk pulsa. Hal ini terjadi bila dispersi kecepatan group dikompensasi sepenuhnya oleh efek self-phase modulation. Pulsa tersebut dinamakan sebagai solitary waves. Soliton adalah bentuk solitary wave khusus yang ortogonal, dimana bila kedua pulsa saling bertemu dalam suatu medium, profil intensitas pulsa tidak berubah sehingga masing-masing pulsa akan merambat secara kontinu tanpa saling berinteraksi satu sama lain (independen). Variasi dispersi kecepatan group dan self-phase modulation dapat dipahami dari intensitas pulsa I(z,t) dan frekuensi ω0 yang merambat dalam arah-z pada medium nonlinier dengan indeks bias n = n0 + n2I(z,t). Bila pulsa merambat dengan jarak ∆z, maka ia mengalami pergeseran fasa sebesar k0[n0 + n2I(z,t)]∆z.