<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="review-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Phys.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Physics</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Phys.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2296-424X</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">599146</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fphy.2021.599146</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Physics</subject>
<subj-group>
<subject>Mini Review</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>Instability of Double-Periodic Waves in the Nonlinear Schr&#xf6;dinger Equation</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">PELINOVSKY</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">Instability of Double-Periodic Waves</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Pelinovsky</surname>
<given-names>Dmitry E.</given-names>
</name>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="http://loop.frontiersin.org/people/938462/overview"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff>Department of Mathematics, McMaster University, <addr-line>Hamilton</addr-line>, <addr-line>ON</addr-line>, <country>Canada</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/899626">Heremba Bailung</ext-link>, Ministry of Science and Technology, India</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/98933">Maximo Aguero</ext-link>, Universidad Aut&#xf3;noma del Estado de M&#xe9;xico, Mexico</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1152665">Constance Schober</ext-link>, University of Central Florida, United States</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Dmitry E. Pelinovsky, <email>dmpeli@math.mcmaster.ca</email>
</corresp>
<fn fn-type="other">
<p>This article was submitted to Mathematical and Statistical Physics, a section of the journal Frontiers in Physics</p>
</fn>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>22</day>
<month>02</month>
<year>2021</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2021</year>
</pub-date>
<volume>9</volume>
<elocation-id>599146</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>26</day>
<month>08</month>
<year>2020</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>04</day>
<month>01</month>
<year>2021</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2021 Pelinovsky.</copyright-statement>
<copyright-year>2021</copyright-year>
<copyright-holder>Pelinovsky</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>It is shown how to compute the instability rates for the double-periodic solutions to the cubic NLS (nonlinear Schr&#xf6;dinger) equation by using the Lax linear equations. The wave function modulus of the double-periodic solutions is periodic both in space and time coordinates; such solutions generalize the standing waves which have the time-independent and space-periodic wave function modulus. Similar to other waves in the NLS equation, the double-periodic solutions are spectrally unstable and this instability is related to the bands of the Lax spectrum outside the imaginary axis. A simple numerical method is used to compute the unstable spectrum and to compare the instability rates of the double-periodic solutions with those of the standing periodic waves.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>modulational instability</kwd>
<kwd>double-periodic solutions</kwd>
<kwd>Floquet spectrum</kwd>
<kwd>nonlinear Schr&#x00F6;dinger equation</kwd>
<kwd>standing waves</kwd>
</kwd-group>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Peregrine breather is a rogue wave arising on the background of the constant-amplitude wave due to its modulational instability [<xref ref-type="bibr" rid="B1">1</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B2">2</xref>]. The focusing cubic NLS (nonlinear Schr&#xf6;dinger) equation is the canonical model which describes both the modulational instability and the formation of rogue waves. Formation of rogue waves on the constant-amplitude background have been modeled from different initial data such as local condensates [<xref ref-type="bibr" rid="B3">3</xref>], multi-soliton gases [<xref ref-type="bibr" rid="B4">4</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B6">6</xref>], and periodic perturbations [<xref ref-type="bibr" rid="B7">7</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B8">8</xref>]. Rogue waves have been experimentally observed both in hydrodynamical and optical laboratories [<xref ref-type="bibr" rid="B9">9</xref>] (see recent reviews in [<xref ref-type="bibr" rid="B10">10</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B11">11</xref>]).</p>
<p>Mathematical theory of rogue waves on the constant-amplitude background has seen many recent developments. universal behavior of the modulationally unstable constant-amplitude background was studied asymptotically in [<xref ref-type="bibr" rid="B12">12</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B13">13</xref>]. The finite-gap method was employed to relate the unstable modes on the constant-amplitude background with the occurrence of rogue waves [<xref ref-type="bibr" rid="B14">14</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B15">15</xref>]. Rogue waves of infinite order were constructed in [<xref ref-type="bibr" rid="B16">16</xref>] based on recent developments in the inverse scattering method [<xref ref-type="bibr" rid="B17">17</xref>]. Rogue waves of the soliton superposition were studied asymptotically in the limit of many solitons [<xref ref-type="bibr" rid="B18">18</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B19">19</xref>].</p>
<p>At the same time, rogue waves were also investigated on the background of standing periodic waves expressed by the Jacobian elliptic functions. Such exact solutions to the NLS equation were constructed first in [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>] (see also early numerical work in [<xref ref-type="bibr" rid="B21">21</xref>] and the recent generalization in [<xref ref-type="bibr" rid="B22">22</xref>]). It was confirmed in [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>] that these rogue waves arise due to the modulational instability of the standing periodic waves [<xref ref-type="bibr" rid="B24">24</xref>] (see also [<xref ref-type="bibr" rid="B25">25</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B26">26</xref>]). Instability of the periodic standing waves can be characterized by the separation of variables in the Lax system of linear equations [<xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>] (see also [<xref ref-type="bibr" rid="B28">28</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B29">29</xref>]), compatibility of which gives the NLS equation. Instability and rogue waves on the background of standing periodic waves have been experimentally observed in [<xref ref-type="bibr" rid="B30">30</xref>].</p>
<p>
<italic>The main goal of this paper is to compute the instability rates for the double-periodic solutions to the NLS equation, for which the wave function modulus is periodic with respect to both space and time coordinates.</italic> In particular, we consider two families of double-periodic solutions expressed as rational functions of the Jacobian elliptic functions which were constructed in the pioneering work [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>]. These solutions represent perturbations of the Akhmediev breathers and describe generation of either phase-repeated or phase-alternating wave patterns [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B33">33</xref>]. Rogue waves on the background of the double-periodic solutions were studied in [<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>] (see also numerical work in [<xref ref-type="bibr" rid="B35">35</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>]). Experimental observation of the double-periodic solutions in optical fibers was reported in [<xref ref-type="bibr" rid="B37">37</xref>].</p>
<p>The double-periodic solutions constructed in [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>] are particular cases of the quasi-periodic solutions of the NLS equation given by the Riemann Theta functions of genus two [<xref ref-type="bibr" rid="B38">38</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B40">40</xref>]. Rogue waves for general quasi-periodic solutions of any genus were considered in [<xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B43">43</xref>].</p>
<p>Instability of the double-periodic solutions is studied using the Floquet theory for the Lax system of linear equations both in space and time coordinates. We compute the instability rates of the double-periodic solutions and compare them with those for the standing periodic waves. In order to provide a fair comparison, we normalize the amplitude of all solutions to unity. <italic>As a main outcome of this work, we show that the instability rates are larger for the constant-amplitude waves and smaller for the double-periodic waves.</italic>
</p>
<p>The article is organized as follows. The explicit solutions to the NLS equation are reviewed in <xref ref-type="sec" rid="s2">Section 2</xref>. Instability rates for the standing periodic waves and the double-periodic solutions are computed in <xref ref-type="sec" rid="s3 s4">Sections 3 and 4</xref> respectively. Further directions are discussed in <xref ref-type="sec" rid="s5">Section 5</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Explicit Solutions to the NLS Equation</title>
<p>The nonlinear Schr&#xf6;dinger (NLS) equation is a fundamental model for nonlinear wave dynamics [<xref ref-type="bibr" rid="B44">44</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B45">45</xref>]. We take the NLS equation in the standard form:<disp-formula id="e2_1">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.1)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>This model has several physical symmetries which are checked directly:<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>translation:</p>
</list-item>
</list>
<disp-formula id="e2_2">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>is&#xa0;a&#xa0;solution</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>so&#xa0;is&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>for&#xa0;every</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.2)</label>
</disp-formula>
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>scaling:</p>
</list-item>
</list>
<disp-formula id="e2_3">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>is&#xa0;a&#xa0;solution</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>so&#xa0;is</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>for&#xa0;every</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.3)</label>
</disp-formula>
<list list-type="bullet">
<list-item>
<p>Lorentz transformation:</p>
</list-item>
</list>
<disp-formula id="e2_4">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>if</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>is&#xa0;a&#xa0;solution</mml:mtext>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>so&#xa0;is</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>for&#xa0;every</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.4)</label>
</disp-formula>In what follows, we use the scaling symmetry <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_3">Eq. 2.3</xref> to normalize the amplitude of periodic and double-periodic solutions to unity and the Lorentz symmetry <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_4">Eq. 2.4</xref> to set the wave speed to zero. We also neglect the translational parameters <inline-formula id="inf1">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>due to the symmetry<xref ref-type="disp-formula" rid="e2_2">Eq. 2.2</xref>
</p> <p>A solution<inline-formula id="inf2">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x2102;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to the NLS <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_1">Eq. 2.1</xref>is a compatibility condition of the Lax system of linear equations on <inline-formula id="inf3">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x2102;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:<disp-formula id="e2_5">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.5)</label>
</disp-formula>and<disp-formula id="e2_6">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>V</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.6)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf4">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the conjugate of <italic>&#x3c8;</italic> and <inline-formula id="inf5">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x2102;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a spectral parameter.</p>
<p>The algebraic method developed in [<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>] allows us to construct the stationary (Lax&#x2013;Novikov) equations which admit a large class of bounded periodic and quasi-periodic solutions to the NLS <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_1">Eq. 2.1</xref> The simplest first-order Lax&#x2013;Novikov equation is given by<disp-formula id="e2_7">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.7)</label>
</disp-formula>where <italic>c</italic> is arbitrary real parameter. A general solution of this equation is given by <inline-formula id="inf6">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <italic>A</italic> is the integration constant. This solution determines the constant-amplitude waves of the NLS <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_1">Eq. 2.1</xref> in the form:<disp-formula id="e2_8">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.8)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf7">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the constant amplitude and translations in <inline-formula id="inf8">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are neglected due to the translational symmetry <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_2">Eq. 2.2</xref>. Without loss of generality, <italic>c</italic> can be set to 0 due to the Lorentz transformation. Indeed, transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_4">Eq. 2, 4</xref> with <inline-formula id="inf9">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> transforms <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_8">Eq. 2.8</xref> to the equivalent form <inline-formula id="inf10">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is obtained from <inline-formula id="inf11">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> due to transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_4">Eq. 2.4</xref> with <inline-formula id="inf12">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. By the scaling transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_2">Eq. 2.2</xref> <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_3">Eq. 3</xref> with <inline-formula id="inf13">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the amplitude <italic>A</italic> can be set to unity, which yields the normalized solution <inline-formula id="inf14">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The second-order Lax&#x2013;Novikov equation is given by<disp-formula id="e2_9">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.9)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf15">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are arbitrary real parameters. Solutions <italic>u</italic> to the second-order <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_9">Eq. 2.9</xref> determines the standing traveling waves of the NLS <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_1">Eq. 2.1</xref> in the form:<disp-formula id="e2_10">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.10)</label>
</disp-formula>Without loss of generality, we set <inline-formula id="inf16">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> due to the Lorentz transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_4">Eq. 2, 4</xref> with <inline-formula id="inf17">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b2;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Waves with the trivial phase are of particular interest [<xref ref-type="bibr" rid="B20">20</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>]. There are two families of such standing periodic waves given by the Jacobian elliptic functions in the form:<disp-formula id="e2_11">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.11)</label>
</disp-formula>and<disp-formula id="e2_12">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.12)</label>
</disp-formula>where the parameter <inline-formula id="inf18">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the elliptic modulus. The solutions <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_11">Eqs. 2.11</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_12">2.12</xref> are defined up to the scaling transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_3">Eq. 2.3</xref> and translations <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_2">Eq. 2.2</xref>. The amplitude (maximal value of <inline-formula id="inf19">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is set to unity for <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_11">Eq. 2.11</xref> and to <italic>k</italic> for <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_12">Eq. 2 12</xref> In order to normalize the amplitude to unity for the cnoidal wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_12">Eq. 2.12</xref> we can use the scaling transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_3">Eq. 2.3</xref> with <inline-formula id="inf20">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Due to the well-known expansion formulas<disp-formula id="equ1">
<mml:math>
<mml:mtable columnalign="left">
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>sech</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>sinh</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>cosh</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:mo>&#x00D7;</mml:mo>
<mml:mtext>tanh</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>sech</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#xf10e;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>sech</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtext>sinh</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>cosh</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:mo>&#x00D7;</mml:mo>
<mml:mtext>tanh</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>sech</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#xf10e;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:math>
</disp-formula>both the periodic waves <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_11">Eqs. 2.11</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_12">2.12</xref> approaches the NLS soliton <inline-formula id="inf21">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>sech</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as <inline-formula id="inf22">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In the other limit, the dnoidal periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_11">Eq. 2.11</xref> approaches the constant-amplitude wave <inline-formula id="inf23">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as <inline-formula id="inf24">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, whereas the normalized cnoidal periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_12">Eq. 2.12</xref> approaches the harmonic wave <inline-formula id="inf25">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mtext>cos</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as <inline-formula id="inf26">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The third-order Lax&#x2013;Novikov equation is given by<disp-formula id="e2_13">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.13)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf27">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are arbitrary real parameters. Waves with <inline-formula id="inf28">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are again of particular interest [<xref ref-type="bibr" rid="B31">31</xref>]. After a transformation of variables [<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>], such solutions can be written in the form:<disp-formula id="e2_14">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.14)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf29">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is periodic both in the space and time coordinates and <inline-formula id="inf30">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> has a double period in <italic>t</italic> compared to <inline-formula id="inf31">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>Q</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. There are two particular families of the double-periodic solutions <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_14">Eq. 2.14</xref>, which can be written by using the Jacobian elliptic functions (see Appendices A and B in [<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>]):<disp-formula id="e2_15">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mtext>sn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>and<disp-formula id="e2_16">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mtext>sn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msqrt>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3ba;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.16)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf32">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the elliptic modulus. The solutions <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eqs. 2.15</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">2.16</xref> are defined up to the scaling transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_3">Eq. 2.3</xref> and the translations <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_2">Eq. 2.2</xref>. The amplitude (maximal value of <inline-formula id="inf33">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) is <inline-formula id="inf34">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eq. 2.15</xref> and <inline-formula id="inf35">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">Eq. 2.16</xref>. In order to normalize the amplitudes of the double-periodic waves to unity, we can use the scaling transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_3">Eq. 2.3</xref> with <inline-formula id="inf36">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf37">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> respectively.</p>
<p>The double-periodic solutions <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eqs. 2.15</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">2.16</xref> can be written in the form:<disp-formula id="e2_17">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.17)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf38">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf39">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are fundamental periods in space and time coordinates, respectively, whereas <inline-formula id="inf40">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eq. 2.15</xref> and <inline-formula id="inf41">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">Eq. 2.16</xref>.</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> shows surface plots of <inline-formula id="inf42">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the <inline-formula id="inf43">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> plane within the fundamental periods. The amplitudes of the double-periodic waves on <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1</xref> have been normalized to unity by the scaling transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_3">Eq. 2.3</xref>. The solution <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eq. 2.15</xref> generates the phase-repeated wave patterns, whereas the solution <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">Eq. 2.16</xref> generates the phase-alternating patterns [<xref ref-type="bibr" rid="B32">32</xref>&#x2013;<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B36">36</xref>].</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Amplitude-normalized double-periodic waves <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eq. 2.15</xref> <bold>(left)</bold> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">Eq. 2.16</xref> <bold>(right)</bold> with <inline-formula id="inf44">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.9</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-09-599146-g001.tif"/>
</fig>
<p>As <inline-formula id="inf45">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, both the double-periodic solutions <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eqs. 2.15</xref> and <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">2.16</xref> approach to the same Akhmediev breather given by<disp-formula id="e2_18">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mtext>cos</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
<mml:mtext>sinh</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
<mml:mtext>cosh</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mtext>cos</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.18)</label>
</disp-formula>As <inline-formula id="inf46">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the solution <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eq. 2.15</xref> approaches the scaled NLS soliton<disp-formula id="e2_19">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>sech</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.19)</label>
</disp-formula>whereas the solution <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">Eq. 2.16</xref> approaches the scaled cnoidal wave<disp-formula id="e2_20">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:msqrt>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2.20)</label>
</disp-formula>These limits are useful to control accuracy of numerical computations of the modulational instability rate for the double-periodic solutions in comparison with the similar numerical computations for the standing waves.</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Instability of Standing Waves</title>
<p>Here we review how to use the linear <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_5">Eq. 2.5</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_6">2.6</xref> in order to compute the instability rates for the standing periodic waves (<xref ref-type="disp-formula" rid="e2_10">Eq. 2.10</xref>) (see [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>, <xref ref-type="bibr" rid="B27">27</xref>]). Due to the separation of variables in <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_10">Eq. 2.10</xref>, one can write<disp-formula id="e3_1">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.1)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf47">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x2102;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is another spectral parameter and <inline-formula id="inf48">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> satisfies the following spectral problems:<disp-formula id="e3_2">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.2)</label>
</disp-formula>and<disp-formula id="e3_3">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.3)</label>
</disp-formula>We say that &#x3bb; belongs to <italic>the Lax spectrum</italic> of the spectral problem <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_2">Eq. 3.2</xref> if <inline-formula id="inf49">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Since <inline-formula id="inf50">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is periodic with the fundamental period <inline-formula id="inf51">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, Floquet&#x2019;s Theorem guarantees that bounded solutions of the linear <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_2">Eq. 3.2</xref> can be represented in the form:<disp-formula id="e3_4">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.4)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf52">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x5e;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf53">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. When <inline-formula id="inf54">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf55">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the bounded solutions <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_4">Eq. 3.4</xref> are periodic and anti-periodic, respectively.</p>
<p>Since the spectral problem <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_3">Eq. (3.3)</xref> is a linear algebraic system, it admits a nonzero solution if and only if the determinant of the coefficient matrix is zero. The latter condition yields the <italic>x</italic>-independent relation between <inline-formula id="inf56">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula> and &#x3bb; in the form <inline-formula id="inf57">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf58">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is given by<disp-formula id="e3_5">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.5)</label>
</disp-formula>with parameters <italic>a</italic> and <italic>d</italic> being the conserved quantities of the second-order <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_9">Eq. 2.9</xref>:<disp-formula id="e3_6">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.6)</label>
</disp-formula>and<disp-formula id="e3_7">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.7)</label>
</disp-formula>Polynomial <inline-formula id="inf59">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> naturally occurs in the algebraic method [<xref ref-type="bibr" rid="B34">34</xref>]. For the standing waves of the trivial phase with <inline-formula id="inf60">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the polynomial <inline-formula id="inf61">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be written explicitly in the form:<disp-formula id="e3_8">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mrow>
<mml:mn>16</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.8)</label>
</disp-formula>where the turning points <inline-formula id="inf62">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf63">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> parameterize <italic>b</italic> and <italic>d</italic> in the form:<disp-formula id="e3_9">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mn>8</mml:mn>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.9)</label>
</disp-formula>Roots of <inline-formula id="inf64">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are located at <inline-formula id="inf65">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> given by<disp-formula id="e3_10">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2003;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.10)</label>
</disp-formula>so that the polynomial <inline-formula id="inf66">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be written in the factorized form:<disp-formula id="e3_11">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.11)</label>
</disp-formula>By adding a perturbation <italic>v</italic> to the standing wave <italic>u</italic> in the form<disp-formula id="e3_12">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.12)</label>
</disp-formula>and dropping the quadratic terms in <italic>v</italic>, we obtain the linearized system of equations which describe linear stability of the standing waves (<xref ref-type="disp-formula" rid="e2_10">Eq. 2.10</xref>):<disp-formula id="e3_13">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.13)</label>
</disp-formula>The variables can be separated in the form:<disp-formula id="e3_14">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.14)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf67">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula> is a spectral parameter and <inline-formula id="inf68">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> satisfies the spectral stability problem<disp-formula id="e3_15">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mo>&#x2202;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>
</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf69">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c3;</mml:mi>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>diag</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Note that <inline-formula id="inf70">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf71">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are no longer complex conjugate if <inline-formula id="inf72">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2209;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>We say that <inline-formula id="inf73">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula> belongs to <italic>the stability spectrum</italic> of the spectral problem <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_15">Eq. 3.15</xref> if <inline-formula id="inf74">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mi>&#x221e;</mml:mi>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. If &#x3bb; is in the Lax spectrum of the spectral problem <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_2">Eq. 3.2</xref>, then the bounded squared eigenfunctions <inline-formula id="inf75">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf76">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> determine the bounded eigen functions <inline-formula id="inf77">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf78">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the spectral stability problem <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_15">Eq. 3.15</xref> and <inline-formula id="inf79">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula> determines eigenvalues <inline-formula id="inf80">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula> as follows:<disp-formula id="e3_16">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.16)</label>
</disp-formula>Validity of <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_16">Eq. 3.16</xref> can be checked directly from <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_2">Eqs. 3.2</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_3">3.3</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_14">3.14</xref>, and <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_15">3.15</xref>. If <inline-formula id="inf81">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for &#x3bb; in the Lax spectrum, the periodic standing wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_10">Eq. 2.10</xref> is called <italic>spectrally unstable</italic>. It is called <italic>modulationally unstable</italic> if the unstable spectrum with <inline-formula id="inf82">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> intersects the origin in the <inline-formula id="inf83">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula>-plane transversely to the imaginary axis.</p>
<p>The importance of distinguishing between spectral and modulational instability of the periodic standing waves appears in the existence of rogue waves on their background. It was shown in [<xref ref-type="bibr" rid="B46">46</xref>] that if the periodic standing waves are spectrally unstable but modulationally stable, the rogue waves are not fully localized and degenerate into propagating algebraic solitons. Similarly, it was shown in [<xref ref-type="bibr" rid="B23">23</xref>] that if the unstable spectrum with <inline-formula id="inf84">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> intersects the origin in the <inline-formula id="inf85">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula>-plane tangentially to the imaginary axis, the corresponding rogue wave degenerates into a propagating algebraic soliton.</p>
<p>Next, we compute the instability rates for the standing periodic waves (2.10) of the trivial phase with <inline-formula id="inf86">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. It follows from <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_11">Eq. 3.11</xref> with either real <inline-formula id="inf87">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf88">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or complex-conjugate <inline-formula id="inf89">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that if <inline-formula id="inf90">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> belongs to the Lax spectrum, then <inline-formula id="inf91">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> belongs to the stable spectrum. Thus, the spectral instability of the standing periodic waves of the trivial phase is only related to the Lax spectrum with <inline-formula id="inf92">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2209;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>For the <inline-formula id="inf93">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_11">Eq. 2.11</xref> with <inline-formula id="inf94">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf95">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the amplitude is already normalized to unity and no scaling transformation is needed. Lax spectrum of the spectral problem <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_2">Eq. 3.2</xref> is shown on <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> (left) for <inline-formula id="inf96">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.9</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. It follows from <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_11">Eq. 3.11</xref> that <inline-formula id="inf97">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf98">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf99">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf100">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are given by <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_10">Eq. 3.10</xref>. The unstable spectrum on the <inline-formula id="inf101">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula>-plane belongs to the finite segment on the real line which touches the origin as is shown on <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> (right), hence the <inline-formula id="inf102">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave Eq. (2.11) is both spectrally and modulationally unstable. It follows from <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_16">Eq. 3.16</xref> that<disp-formula id="equ2">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mtext>max</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mtext>max</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</disp-formula>Since the <inline-formula id="inf103">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave becomes the constant-amplitude wave of unit amplitude if <inline-formula id="inf104">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, it is clear that the maximal instability rate is largest for the constant-amplitude wave with <inline-formula id="inf105">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, monotonically decreasing in <italic>k</italic>, and vanishes for the soliton limit <inline-formula id="inf106">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. As <inline-formula id="inf107">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the horizontal band on <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> (right) shrinks to an eigenvalue at the origin.</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Lax spectrum on the &#x3bb;-plane <bold>(left)</bold> and stability spectrum on the <inline-formula id="inf108">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula>-plane <bold>(right)</bold> for the <inline-formula id="inf109">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_11">Eq. 2.11</xref> with <inline-formula id="inf110">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.9</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-09-599146-g002.tif"/>
</fig>
<p>For the <inline-formula id="inf111">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_12">Eq. 2.12</xref> with <inline-formula id="inf112">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf113">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the amplitude is <italic>k</italic>. Hence, we use the scaling transformation (2.3) with <inline-formula id="inf114">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b1;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in order to normalize the amplitude to unity. Lax spectrum of the spectral problem <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_2">Eq. 3.2</xref> for such an amplitude-normalized <inline-formula id="inf115">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave is shown on left panels of <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> for <inline-formula id="inf116">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.85</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (top) and <inline-formula id="inf117">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (bottom). The unstable spectrum on the <inline-formula id="inf118">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula>-plane is obtained from the same expressions <inline-formula id="inf119">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msqrt>
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:msqrt>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when &#x3bb; traverses along the bands of the Lax spectrum outside <inline-formula id="inf120">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The unstable spectrum resembles the figure-eight band as is shown on the right panels of <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref>. The figure-eight band starts and ends at <inline-formula id="inf121">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf122">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf123">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Stability spectrum for both examples is similar in spite of the differences in the Lax spectrum. The only difference is that the figure-eight band and the purely imaginary bands intersect for <inline-formula id="inf124">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.85</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (top) and do not intersect for <inline-formula id="inf125">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (bottom). Thus, the <inline-formula id="inf126">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_12">Eq. 2.12</xref> is spectrally and modulationally unstable. As <inline-formula id="inf127">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the figure-eight band shrinks to an eigenvalue at the origin.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>The same as <xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> but for the amplitude-normalized <inline-formula id="inf128">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave with <inline-formula id="inf129">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.85</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(top)</bold> and <inline-formula id="inf130">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(bottom)</bold>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-09-599146-g003.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref> compares the instability rates for different standing waves of the same unit amplitude. <inline-formula id="inf131">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is plotted versus the Floquet parameter &#x3b8; in <inline-formula id="inf132">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_4">Eq. 3.4</xref>. For the <inline-formula id="inf133">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave (left), we confirm that the growth rate is maximal for the constant-amplitude wave <inline-formula id="inf134">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and is monotonically decreasing as <italic>k</italic> is increased in <inline-formula id="inf135">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For the <inline-formula id="inf136">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave (right), the growth rate is also maximal in the limit <inline-formula id="inf137">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, for which the amplitude-normalized <inline-formula id="inf138">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave is expanded as<disp-formula id="e3_17">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x223c;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mtext>as&#xa0;</mml:mtext>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0.</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3.17)</label>
</disp-formula>Due to the scaling transformation <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_3">Eq. 2.3</xref> and the expansion <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_17">Eq. 3.17</xref>, the maximal growth rate in the limit <inline-formula id="inf139">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is 0.25 instead of 1 and the Floquet parameter &#x3b8;, for which it is attained, diverges to infinity as <inline-formula id="inf140">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. As <italic>k</italic> increases in <inline-formula id="inf141">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the growth rate becomes smaller and the Floquet parameter &#x3b8; for which <inline-formula id="inf142">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> moves toward the origin. The end point of the unstable band reaches <inline-formula id="inf143">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, when the bands of the Lax spectrum outside <inline-formula id="inf144">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> do not intersect <inline-formula id="inf145">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> like on <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3</xref> (bottom).</p>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Instability rate <inline-formula id="inf146">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> versus the Floquet parameter &#x3b8; for the amplitude-normalized <inline-formula id="inf147">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>dn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic <bold>(left)</bold> and <inline-formula id="inf148">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic <bold>(right)</bold> waves. The values of <italic>k</italic> in the elliptic functions are given in the plots.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-09-599146-g004.tif"/>
</fig>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Instability of Double-Periodic Waves</title>
<p>Here we describe the main result on how to compute the instability rates for the double-periodic waves by using the linear <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_5">Eqs. 2.5</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_6">2.6</xref>. We write the solutions <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eqs. 2.15</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">2.16</xref> in the form <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_17">Eq. 2.17</xref>. We represent solution <italic>&#x3c6;</italic> to the linear <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_5">Eqs. 2.5</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_6">2.6</xref> in the form:<disp-formula id="e4_1">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x2002;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4.1)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf149">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x2102;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are spectral parameters and <inline-formula id="inf150">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> satisfies the following spectral problems:<disp-formula id="e4_2">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mtext>,</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4.2)</label>
</disp-formula>and<disp-formula id="e4_3">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mtable>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>&#xaf;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
<mml:mtd>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mi>&#x3bb;</mml:mi>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mfrac>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
<mml:mo>&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>b</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mtext>.</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4.3)</label>
</disp-formula>Parameters <inline-formula id="inf151">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x2102;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are independent of <inline-formula id="inf152">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This follows from the same compatibility of the linear Lax <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_5">Eqs. 2.5</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_6">2.6</xref> if <inline-formula id="inf153">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c8;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_17">Eq. 2.17</xref> satisfies the NLS <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_1">Eq. 2.1</xref>.</p>
<p>By Floquet theorem, spectral parameters <inline-formula id="inf154">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x2102;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are determined from the periodicity conditions <inline-formula id="inf155">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in terms of the spectral parameter &#x3bb;. We distinguish between the space coordinate <italic>x</italic> and the time coordinate <italic>t</italic> in order to consider stability of the double-periodic waves <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_17">Eq. 2.17</xref> in the time evolution of the NLS <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_1">Eq. 2.1</xref>.</p>
<p>
<italic>The Lax spectrum</italic> is defined by the condition that &#x3bb; belongs to an admissible set for which the solution <xref ref-type="disp-formula" rid="e4_1">Eq. 4.1</xref> is bounded in <italic>x</italic>. Hence <inline-formula id="inf156">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with real &#x3b8; in <inline-formula id="inf157">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and &#x3bb; is computed from the spectral problem <xref ref-type="disp-formula" rid="e4_2">Eq. 4.2</xref> with <inline-formula id="inf158">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>L</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for every <inline-formula id="inf159">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>With &#x3bb; defined in the Lax spectrum, the spectral problem <xref ref-type="disp-formula" rid="e4_3">Eq. 4.3</xref> can be solved for the spectral parameter <inline-formula id="inf160">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula> under the condition that <inline-formula id="inf161">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for every <inline-formula id="inf162">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x211d;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The corresponding solution to the linear system <xref ref-type="disp-formula" rid="e4_2">Eqs. 4.2</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e4_3">4.3</xref> generates the solution <inline-formula id="inf163">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the linearized system <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_13">Eq. 3.13</xref> with <inline-formula id="inf164">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mo>&#x2261;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3d5;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf165">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by means of the transformation formulas <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_14">Eqs. 3.14</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e3_16">3.16</xref>. Spectral parameter <inline-formula id="inf166">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula> is uniquely defined in the fundamental strip <inline-formula id="inf167">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Im</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, while <inline-formula id="inf168">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> determines the instability rate <inline-formula id="inf169">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by <inline-formula id="inf170">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mtext>&#x3a9;</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>If <inline-formula id="inf171">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for &#x3bb; in the Lax spectrum, the double-periodic wave (2.17) is called <italic>spectrally unstable</italic>. The amplitude-normalized double-periodic waves are taken by using the scaling transformation (2.3). We observe again that the unstable spectrum with <inline-formula id="inf172">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is related with &#x3bb; in the Lax spectrum outside the imaginary axis.</p>
<p>For the amplitude-normalized double-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eq. 2.15</xref> with <inline-formula id="inf173">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.85</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (top) and <inline-formula id="inf174">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (bottom), <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> shows the Lax spectrum of the spectral problem <xref ref-type="disp-formula" rid="e4_2">Eq. 4.2</xref> with <inline-formula id="inf175">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf176">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> on the &#x3bb;-plane (left) and the stability spectrum on the <inline-formula id="inf177">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula>-plane (right). The unstable spectrum is located at the boundary <inline-formula id="inf178">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Im</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the strip for every <inline-formula id="inf179">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The double-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eq. 2.15</xref> is spectrally unstable.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Lax spectrum on the &#x3bb;-plane <bold>(left)</bold> and stability spectrum on the <inline-formula id="inf180">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula>-plane <bold>(right)</bold> for the amplitude-normalized double-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eq. 2.15</xref> with <inline-formula id="inf181">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.85</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(top)</bold> and <inline-formula id="inf182">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.95</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(bottom)</bold>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-09-599146-g005.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F6">Figure 6</xref> shows the same as <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> but for the amplitude-normalized double-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">Eq. 2.16</xref> with <inline-formula id="inf183">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (top), <inline-formula id="inf184">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (middle), and <inline-formula id="inf185">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.9</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (bottom). The Lax spectrum on the &#x3bb;-plane has three bands, two of which are connected either across the imaginary axis (top) or across the real axis (middle and bottom), the third band is located on the real axis. The unstable spectrum on the <inline-formula id="inf186">
<mml:math>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
</mml:math>
</inline-formula>-plane includes the figure-eight band and bands located near the boundary <inline-formula id="inf187">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Im</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#xb1;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. As <inline-formula id="inf188">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the figure-eight band becomes very thin and the stability spectrum looks similar to the one on <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> because both the double-periodic solutions approach the Akhmediev breather <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_18">Eq. 2.18</xref>.</p>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>The same as <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> but for the amplitude-normalized double-periodic wave (2.16) with <inline-formula id="inf189">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(top)</bold>, <inline-formula id="inf190">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(middle)</bold>, and <inline-formula id="inf191">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.9</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(bottom)</bold>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-09-599146-g006.tif"/>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref> compares the instability rates for different double-periodic waves of the same unit amplitude. <inline-formula id="inf192">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is plotted versus the Floquet parameter &#x3b8; in <inline-formula id="inf193">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo>[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
<mml:mo>]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf194">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is defined in <xref ref-type="disp-formula" rid="e4_2">Eq. 4.2</xref>.</p>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Instability rate <inline-formula id="inf195">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>Re</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>&#x39b;</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> versus the Floquet parameter &#x3b8; for the amplitude-normalized double-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eq. 2.15</xref> <bold>(left)</bold> and the double-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">Eq. 2.16</xref> <bold>(right)</bold>. The values of <italic>k</italic> are given in the plots.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fphy-09-599146-g007.tif"/>
</fig>
<p>For the amplitude-normalized double-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_15">Eq. 2.15</xref> (left), the instability rate is maximal as <inline-formula id="inf196">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, that is, at the Akhmediev breather <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_18">Eq. 2.18</xref>. The unstable band starts with the same cut-off value of &#x3b8; and extends all the way to <inline-formula id="inf197">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mi>&#x3c0;</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. When <inline-formula id="inf198">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the instability rates quickly decrease as the double-periodic wave approaches the NLS soliton <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_19">Eq. 2.19</xref>.</p>
<p>For the amplitude-normalized double-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_16">Eq. 2.16</xref> (right), the instability rate is large in the limit <inline-formula id="inf199">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, when the double-periodic wave is close to the particular <inline-formula id="inf200">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mtext>cn</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-periodic wave <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_20">Eq. 2.20</xref>. Then, the rates decrease when <italic>k</italic> is increased, however, the rates increase again and reach the maximal values as <inline-formula id="inf201">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when the double-periodic wave approaches the Akhmediev breather <xref ref-type="disp-formula" rid="e2_18">Eq. 2.18</xref>.</p>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Conclusion</title>
<p>We have computed the instability rates for the double-periodic waves of the NLS equation. By using the Lax pair of linear equations, we obtain the Lax spectrum with the Floquet theory in the spatial coordinate at fixed <italic>t</italic> and the stability spectrum with the Floquet theory in the temporal coordinate at fixed <italic>x</italic>. This separation of variables is computationally simpler than solving the full two-dimensional system of linearized NLS equations on the double-periodic solutions.</p>
<p>As the main outcome of the method, we have shown instability of the double-periodic solutions and have computed their instability rates, which are generally smaller compared to those for the standing periodic waves.</p>
<p>The concept can be extended to other double-periodic solutions of the NLS equation which satisfy the higher-order Lax&#x2013;Novikov equations. Unfortunately, the other double-periodic solutions are only available in Riemann theta functions of genus <inline-formula id="inf202">
<mml:math>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and for practical computations, one needs to construct such double-periodic solutions numerically, similarly to what was done in [<xref ref-type="bibr" rid="B41">41</xref>]. This task is opened for further work.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec id="s6">
<title>Author Contributions</title>
<p>The author confirms being the sole contributor of this work and has approved it for publication.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s7">
<title>Conflict of Interest</title>
<p>The author declares that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<ack>
<p>This work was supported in part by the National Natural Science Foundation of China (No. 11971103).</p>
</ack>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<label>1.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Peregrine</surname>
<given-names>DH</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Water waves, nonlinear Schr&#xf6;dinger equations and their solutions</article-title>. <source>J Aust Math Soc Series B Appl Math</source> (<year>1983</year>) <volume>25</volume>:<fpage>16</fpage>&#x2013;<lpage>43</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1017/s0334270000003891</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B2">
<label>2.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Akhmediev</surname>
<given-names>NN</given-names>
</name>
<name>
<surname>Eleonsky</surname>
<given-names>VM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kulagin</surname>
<given-names>NE</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Generation of periodic trains of picosecond pulses in an optical fiber: exact solutions</article-title>. <source>Sov Phys JETP</source> (<year>1985</year>) <volume>62</volume>:<fpage>894</fpage>&#x2013;<lpage>899</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B3">
<label>3.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gelash</surname>
<given-names>AA</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Formation of rogue waves from a locally perturbed condensate</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev E</source> (<year>2018</year>) <volume>97</volume>:<fpage>022208</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevE.97.022208</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B4">
<label>4.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zakharov</surname>
<given-names>VE</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gelash</surname>
<given-names>AA</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Nonlinear stage of modulation instability</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2013</year>) <volume>111</volume>:<fpage>054101</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.111.054101</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B5">
<label>5.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gelash</surname>
<given-names>AA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Agafontsev</surname>
<given-names>DS</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Strongly interacting soliton gas and formation of rogue waves</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev E</source> (<year>2018</year>) <volume>98</volume>:<fpage>042210</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreve.98.042210</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B6">
<label>6.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gelash</surname>
<given-names>AA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Agafontsev</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zakharov</surname>
<given-names>V</given-names>
</name>
<name>
<surname>El</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Randoux</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Suret</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Bound state soliton gas dynamics underling the spontaneous modulational instability</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2019</year>) <volume>123</volume>:<fpage>234102</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevlett.123.234102</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B7">
<label>7.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Agafontsev</surname>
<given-names>DS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zakharov</surname>
<given-names>VE</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Integrable turbulence and formation of rogue waves</article-title>. <source>Nonlinearity</source> (<year>2015</year>) <volume>28</volume>:<fpage>2791</fpage>&#x2013;<lpage>2821</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0951-7715/28/8/2791</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B8">
<label>8.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Agafontsev</surname>
<given-names>DS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zakharov</surname>
<given-names>VE</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Integrable turbulence generated from modulational instability of conoidal waves</article-title>. <source>Nonlinearity</source> (<year>2016</year>) <volume>29</volume>:<fpage>3551</fpage>&#x2013;<lpage>3578</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0951-7715/29/11/3551</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B9">
<label>9.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Randoux</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Suret</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chabchoub</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kibler</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>El</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Nonlinear spectral analysis of Peregrine solitons observed in optics and in hydrodynamic experiments</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev E</source> (<year>2018</year>) <volume>98</volume>:<fpage>022219</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevE.98.022219</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B10">
<label>10.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dudley</surname>
<given-names>JM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Genty</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mussot</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chabchoub</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dias</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Rogue waves and analogies in optics and oceanography</article-title>. <source>Nat Rev Phys</source> (<year>2019</year>) <volume>1</volume>:<fpage>675</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/s42254-019-0100-0</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B11">
<label>11.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Copie</surname>
<given-names>F</given-names>
</name>
<name>
<surname>Randoux</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Suret</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>The Physics of the one-dimensional nonlinear Schr&#xf6;dinger equation in fiber optics: rogue waves, modulation instability and self-focusing phenomena</article-title>&#x201d;, <source>Reviews in Physics</source> (<year>2020</year>) <volume>5</volume>:<fpage>100037</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.revip.2019.100037</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B12">
<label>12.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Biondini</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mantzavinos</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Universal nature of the nonlinear stage of modulational instability</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2016</year>) <volume>116</volume>:<fpage>043902</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.116.043902</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B13">
<label>13.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Biondini</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mantzavinos</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Trillo</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Universal behavior of modulationally unstable media</article-title>. <source>SIAM Rev</source> (<year>2018</year>) <volume>60</volume>:<fpage>888</fpage>&#x2013;<lpage>908</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/17m1112765</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B14">
<label>14.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Grinevich</surname>
<given-names>PG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Santini</surname>
<given-names>PM</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>The finite gap method and the analytic description of the exact rogue wave recurrence in the periodic NLS Cauchy problem. 1</article-title>. <source>Nonlinearity</source> (<year>2018</year>) <volume>31</volume>:<fpage>5258</fpage>&#x2013;<lpage>5308</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1361-6544/aaddcf</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B15">
<label>15.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Grinevich</surname>
<given-names>PG</given-names>
</name>
<name>
<surname>Santini</surname>
<given-names>PM</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>The finite-gap method and the periodic NLS Cauchy problem of anomalous waves for a finite number of unstable modes</article-title>. <source>Russ Math Surv</source> (<year>2019</year>) <volume>74</volume>:<fpage>211</fpage>&#x2013;<lpage>263</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1070/rm9863</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B16">
<label>16.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bilman</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ling</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Miller</surname>
<given-names>PD</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Extreme superposition: rogue waves of infinite order and the Painlev&#xe9;-III hierarchy</article-title>. <source>Duke Math J</source> (<year>2020</year>) <volume>169</volume>:<fpage>671</fpage>&#x2013;<lpage>760</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1215/00127094-2019-0066</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B17">
<label>17.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bilman</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Miller</surname>
<given-names>PD</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>A robust inverse scattering transform for the focusing nonlinear schr&#xf6;dinger equation</article-title>. <source>Commun Pure Appl Math</source> (<year>2019</year>) <volume>72</volume>:<fpage>1722</fpage>&#x2013;<lpage>1805</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/cpa.21819</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B18">
<label>18.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Slunyaev</surname>
<given-names>AV</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pelinovsky</surname>
<given-names>EN</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Role of multiple soliton Interactions in the generation of rogue waves: the modified Korteweg-de Vries framework</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev Lett</source> (<year>2016</year>) <volume>117</volume>:<fpage>214501</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevLett.117.214501</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B19">
<label>19.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bilman</surname>
<given-names>D</given-names>
</name>
<name>
<surname>Buckingham</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Large-order asymptotics for multiple-Pole solitons of the focusing nonlinear schr&#xf6;dinger equation</article-title>. <source>J Nonlinear Sci</source> (<year>2019</year>) <volume>29</volume>:<fpage>2185</fpage>&#x2013;<lpage>2229</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00332-019-09542-7</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B20">
<label>20.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pelinovsky</surname>
<given-names>DE</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Rogue periodic waves of the focusing nonlinear Schr&#xf6;dinger equation</article-title>&#x201d;, <source>Proc R Soc A</source> (<year>2018</year>) <volume>474</volume>:<fpage>20170814</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rspa.2017.0814</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B21">
<label>21.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kedziora</surname>
<given-names>DJ</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ankiewicz</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Akhmediev</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Rogue waves and solitons on a conoidal background</article-title>. <source>Eur Phys J Spec Top</source> (<year>2014</year>) <volume>223</volume>:<fpage>43</fpage>&#x2013;<lpage>62</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1140/epjst/e2014-02083-4</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B22">
<label>22.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Feng</surname>
<given-names>BF</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ling</surname>
<given-names>L</given-names>
</name>
<name>
<surname>Takahashi</surname>
<given-names>DA</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Multi&#x2010;breather and high&#x2010;order rogue waves for the nonlinear Schr&#xf6;dinger equation on the elliptic function background</article-title>. <source>Stud Appl Math</source> (<year>2020</year>) <volume>144</volume>:<fpage>46</fpage>&#x2013;<lpage>101</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/sapm.12287</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B23">
<label>23.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pelinovsky</surname>
<given-names>DE</given-names>
</name>
<name>
<surname>White</surname>
<given-names>RE</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Periodic standing waves in the focusing nonlinear Schr&#xf6;dinger equation: rogue waves and modulation instability</article-title>&#x201d;, <source>Physica D</source> (<year>2020</year>) <volume>405</volume>:<fpage>132378</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physd.2020.132378</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B24">
<label>24.</label>
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bronski</surname>
<given-names>JC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hur</surname>
<given-names>VM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Johnson</surname>
<given-names>MA</given-names>
</name>
</person-group>. &#x201c;<article-title>Instability in equations of KdV type</article-title>&#x201d;, In: <source>New approaches to nonlinear waves, lecture notes in phys</source>. <publisher-loc>Cham</publisher-loc>: <publisher-name>Springer</publisher-name> (<year>2016</year>) <volume>908</volume>:<fpage>83</fpage>&#x2013;<lpage>133</lpage>. </citation>
</ref>
<ref id="B25">
<label>25.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kamchatnov</surname>
<given-names>AM</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>On improving the effectiveness of periodic solutions of the NLS and DNLS equations</article-title>. <source>J Phys Math Gen</source> (<year>1990</year>) <volume>23</volume>:<fpage>2945</fpage>&#x2013;<lpage>2960</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/0305-4470/23/13/031</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B26">
<label>26.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kamchatnov</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>New approach to periodic solutions of integrable equations and nonlinear theory of modulational instability</article-title>. <source>Phys Rep</source> (<year>1997</year>) <volume>286</volume>:<fpage>199</fpage>&#x2013;<lpage>270</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0370-1573(96)00049-x</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B27">
<label>27.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Deconinck</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Segal</surname>
<given-names>BL</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>The stability spectrum for elliptic solutions to the focusing NLS equation</article-title>. <source>Physica D</source> (<year>2017</year>) <volume>346</volume>:<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>19</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physd.2017.01.004</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B28">
<label>28.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Deconinck</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Upsal</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>The orbital stability of elliptic solutions of the focusing nonlinear schr&#xf6;dinger equation</article-title>. <source>SIAM J Math Anal</source> (<year>2020</year>) <volume>52</volume>:<fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>41</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1137/19m1240757</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B29">
<label>29.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Upsal</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deconinck</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Real Lax spectrum implies spectral stability</article-title>. <source>Stud Appl Math</source> (<year>2020</year>) <volume>145</volume>:<fpage>765</fpage>&#x2013;<lpage>790</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/sapm.12335</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B30">
<label>30.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Xu</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chabchoub</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pelinovsky</surname>
<given-names>DE</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kibler</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Observation of modulation instability and rogue breathers on stationary periodic waves</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev Res</source> (<year>2020</year>) <volume>2</volume>:<fpage>033528</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physrevresearch.2.033528</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B31">
<label>31.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Akhmediev</surname>
<given-names>NN</given-names>
</name>
<name>
<surname>Eleonskii</surname>
<given-names>VM</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kulagin</surname>
<given-names>NE</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Exact first-order solutions of the nonlinear Schr&#x00F6;dinger equation</article-title>. <source>Theor Math Phys</source> (<year>1987</year>) <volume>72</volume>:<fpage>809</fpage>&#x2013;<lpage>818</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/bf01017105</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B32">
<label>32.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Akhmediev</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ankiewicz</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Soto-Crespo</surname>
<given-names>JM</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Rogue waves and rational solutions of the nonlinear Schr&#xf6;dinger equation</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev E Stat Nonlinear Soft Matter Phys</source> (<year>2009</year>) <volume>80</volume>:<fpage>026601</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevE.80.026601</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B33">
<label>33.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kimmoun</surname>
<given-names>O</given-names>
</name>
<name>
<surname>Hsu</surname>
<given-names>HC</given-names>
</name>
<name>
<surname>Branger</surname>
<given-names>H</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>MS</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>YY</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kharif</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Modulation instability and phase-shifted Fermi-pasta-ulam recurrence</article-title>, <source>Sci Rep</source> (<year>2016</year>) <volume>6</volume>:<fpage>28516</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/srep28516</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B34">
<label>34.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Chen</surname>
<given-names>J</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pelinovsky</surname>
<given-names>DE</given-names>
</name>
<name>
<surname>White</surname>
<given-names>RE</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Rogue waves on the double-periodic background in the focusing nonlinear Schr&#xf6;dinger equation</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev E</source> (<year>2019</year>) <volume>100</volume>:<fpage>052219</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/PhysRevE.100.052219</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B35">
<label>35.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Calini</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Schober</surname>
<given-names>CM</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Characterizing JONSWAP rogue waves and their statistics via inverse spectral data</article-title>. <source>Wave Motion</source> (<year>2017</year>) <volume>71</volume>:<fpage>5</fpage>&#x2013;<lpage>17</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.wavemoti.2016.06.007</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B36">
<label>36.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Conforti</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mussot</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kudlinski</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Trillo</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<name>
<surname>Akhmediev</surname>
<given-names>N</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Doubly periodic solutions of the focusing nonlinear Schr&#xf6;dinger equation: recurrence, period doubling, and amplification outside the conventional modulation-instability band</article-title>&#x201d;, <source>Phys Rev A</source> (<year>2020</year>) <volume>101</volume>:<fpage>023843</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/physreva.101.023843</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B37">
<label>37.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Vanderhaegen</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
<name>
<surname>Szriftgiser</surname>
<given-names>P</given-names>
</name>
<name>
<surname>Naveau</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kudlinski</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
<name>
<surname>Conforti</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Trillo</surname>
<given-names>S</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> <article-title>Observation of doubly periodic solutions of the nonlinear Schr&#xf6;dinger equation in optical fibers</article-title>. <source>Opt Lett</source> (<year>2020</year>) <volume>45</volume>:<fpage>3757</fpage>&#x2013;<lpage>3760</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1364/OL.394604</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B38">
<label>38.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Smirnov</surname>
<given-names>AO</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Solution of a nonlinear Schr&#xf6;dinger equation in the form of two-phase freak waves</article-title>. <source>Theor Math Phys</source> (<year>2012</year>) <volume>173</volume>:<fpage>1403</fpage>&#x2013;<lpage>1416</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11232-012-0122-6</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B39">
<label>39.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Smirnov</surname>
<given-names>AO</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Periodic two-phase &#x201c;Rogue waves&#x201d;</article-title>. <source>Math Notes</source> (<year>2013</year>) <volume>94</volume>:<fpage>897</fpage>&#x2013;<lpage>907</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1134/s0001434613110266</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B40">
<label>40.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wright</surname>
<given-names>OC</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Effective integration of ultra-elliptic solutions of the focusing nonlinear Schr&#xf6;dinger equation</article-title>. <source>Phys Nonlinear Phenom</source> (<year>2016</year>) <volume>321-322</volume>:<fpage>16</fpage>&#x2013;<lpage>38</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.physd.2016.03.002</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B41">
<label>41.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bertola</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>El</surname>
<given-names>GA</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tovbis</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Rogue waves in multiphase solutions of the focusing nonlinear Schr&#xf6;dinger equation</article-title>&#x201d;, <source>Proc R Soc A</source> (<year>2016</year>) <volume>472</volume>:<fpage>20160340</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rspa.2016.0340</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B42">
<label>42.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bertola</surname>
<given-names>M</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tovbis</surname>
<given-names>A</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Maximal amplitudes of finite-gap solutions for the focusing Nonlinear Schr&#xf6;dinger equation</article-title>. <source>Commun Math Phys</source> (<year>2017</year>) <volume>354</volume>:<fpage>525</fpage>&#x2013;<lpage>47</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s00220-017-2895-9</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B43">
<label>43.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wright</surname>
<given-names>OC</given-names>
</name>
</person-group>. <article-title>Sharp upper bound for amplitudes of hyperelliptic solutions of the focusing nonlinear Schr&#xf6;dinger equation</article-title>. <source>Nonlinearity</source> (<year>2019</year>) <volume>32</volume>:<fpage>1929</fpage>&#x2013;<lpage>1966</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1088/1361-6544/aafbd2</pub-id> </citation>
</ref>
<ref id="B44">
<label>44.</label>
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sulem</surname>
<given-names>C</given-names>
</name>
<name>
<surname>Sulem</surname>
<given-names>PL</given-names>
</name>
</person-group>, <article-title>The nonlinear Schr&#xf6;dinger equation: self-focusing and wave collapse</article-title>. In: <source>Applied mathematical sciences</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Springer-Verlag</publisher-name> (<year>1999</year>) <volume>139</volume>. </citation>
</ref>
<ref id="B45">
<label>45.</label>
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Fibich</surname>
<given-names>G</given-names>
</name>
</person-group>, <article-title>The nonlinear Schr&#xf6;dinger equation: singular solutions and optical collapse</article-title>. In: <source>Applied mathematical sciences</source>. <publisher-loc>New York</publisher-loc>: <publisher-name>Springer-Verlag</publisher-name> (<year>2015</year>) <volume>192</volume>. </citation>
</ref>
<ref id="B46">
<label>46.</label>
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pelinovsky</surname>
<given-names>DE</given-names>
</name>
<name>
<surname>White</surname>
<given-names>RE</given-names>
</name>
</person-group>, &#x201c;<article-title>Localized structures on librational and rotational travelling waves in the sine-Gordon equation</article-title>&#x201d;, <source>Proc R Soc A</source> (<year>2020</year>) <volume>476</volume>:<fpage>20200490</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rspa.2020.0490</pub-id> </citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>
