Dissipative Kerr solitons in optical microresonators combine nonlinear optical physics with photonic-integrated technologies. They are promising for a number of applications ranging from optical coherent communications to astrophysical spectrometer calibration, and are also of fundamental interest to the physical sciences. Dissipative Kerr solitons can form a variety of stable states, including breathers and multiple-soliton formations. Among these states, soliton crystals stand out: temporally ordered ensembles of soliton pulses, which are regularly arranged by a modulation of the continuous-wave intracavity driving field. To date, however, the dynamics of soliton crystals and their defect-free generation remain unexplored. Here, we show that the chaotic operating regimes of driven optical microresonators significantly impact the dynamics of soliton crystals. We realize deterministic generation of perfect soliton crystal states, which correspond to a stable, defect-free lattice of intracavity optical pulses. We reveal a critical pump power, below which the stochastic process of soliton excitation abruptly becomes deterministic, which enables faultless, device-independent access to perfect soliton crystals. We also demonstrate the switching of these states and its relation to the regime of transient chaos. Finally, we report on other dynamical phenomena observed in soliton crystals including the formation of breathers, transitions between perfect soliton crystals, their melting and recrystallization.

光学微谐振器中的耗散Kerr孤子将非线性光学物理学与光子集成技术结合在一起。它们在从光学相干通信到天体光谱仪校准的许多应用中很有前途，并且对物理科学也很重要。耗散的Kerr孤子可以形成各种稳定状态，包括通气和多孤子形。在这些状态中，孤子晶体脱颖而出：孤子脉冲的时间有序集合，通过连续波腔内驱动场的调制有规律地排列。然而，迄今为止，孤子晶体的动力学及其无缺陷的产生仍未被探索。这里，我们表明，驱动光学微谐振器的混沌操作方式会显着影响孤子晶体的动力学。我们实现确定性孤子晶体状态的确定性生成，该状态与腔内光脉冲的稳定，无缺陷晶格相对应。我们揭示了一个关键的泵浦功率，在此之下，孤子激发的随机过程突然变得确定性，这使对完美孤子晶体的无故障，独立于设备的访问成为可能。我们还演示了这些状态的切换及其与瞬态混乱状态的关系。最后，我们报告了在孤子晶体中观察到的其他动力学现象，包括通气孔的形成，完美孤子晶体之间的过渡，它们的熔化和重结晶。我们实现了确定孤子晶体状态的确定性生成，该状态与腔内光脉冲的稳定，无缺陷晶格相对应。我们揭示了一个关键的泵浦功率，在此之下，孤子激发的随机过程突然变得确定性，这使对完美孤子晶体的无故障，独立于设备的访问成为可能。我们还演示了这些状态的切换及其与瞬态混乱状态的关系。最后，我们报告了在孤子晶体中观察到的其他动力学现象，包括通气孔的形成，完美孤子晶体之间的过渡，它们的熔化和重结晶。我们实现确定性孤子晶体状态的确定性生成，该状态与腔内光脉冲的稳定，无缺陷晶格相对应。我们揭示了一个关键的泵浦功率，在此之下，孤子激发的随机过程突然变得确定性，这使对完美孤子晶体的无故障，独立于设备的访问成为可能。我们还演示了这些状态的切换及其与瞬态混乱状态的关系。最后，我们报告了在孤子晶体中观察到的其他动力学现象，包括通气孔的形成，完美孤子晶体之间的过渡，它们的熔化和重结晶。在此之下，孤子激发的随机过程突然变为确定性的，这使得能够完美无缺地，独立于设备地访问完美的孤子晶体。我们还演示了这些状态的切换及其与瞬态混乱状态的关系。最后，我们报告了在孤子晶体中观察到的其他动力学现象，包括通气孔的形成，完美孤子晶体之间的过渡，它们的熔化和重结晶。在此之下，孤子激发的随机过程突然变为确定性的，从而可以无缺陷地，独立于设备地访问完美的孤子晶体。我们还演示了这些状态的切换及其与瞬态混乱状态的关系。最后，我们报告了在孤子晶体中观察到的其他动力学现象，包括通气孔的形成，完美孤子晶体之间的过渡，它们的熔化和重结晶。