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科学家们发现了超短激光脉冲的新途径

发布时间: 2020-08-10 10:33:20   作者:本站编辑   来源: 本站原创   浏览次数:

 

美国罗切斯特大学研究人员William Renninger和他的团队开发了一种新的装置,称为“拉伸脉冲孤子克尔谐振器”,创建了比过去激光源更宽波长范围内的超短、超快而超强的激光脉冲技术。这项突破性成果发表在《物理评论快报》(Physical Review Letters)上,对一系列工程和生物医学应用具有潜在意义。

该项目使用了一个改良的克尔谐振器来产生脉冲,据说这种脉冲具有宽频带和210飞秒的压缩脉冲持续时间,这是迄今为止从光纤克尔谐振器观察到的最短脉冲持续时间。克尔谐振器是指基于克尔效应的谐振器,是支持复杂非线性光学现象的最简单系统之一。这种克尔结构作为飞秒脉冲的潜在源已经研究了一段时间,但由于脉冲持续时间的关键参数滞后于传统的锁模激光光源,因此控制所涉及的孤子的行为具有挑战性。罗切斯特大学研究人员的突破涉及到“拉伸脉冲孤子”的创造。

根据研究人员对这一过程的描述:“在拉伸脉冲孤子克尔谐振器中,单频激光器进入光纤环形腔,在输出端产生一个宽带频率梳,支持超短飞秒脉冲,在光纤腔内,脉冲随时间伸展和压缩,在两个光纤段中每个光纤段的中心附近的腔中达到最小持续时间两次。拉伸和压缩的时间演化是飞秒拉伸脉冲孤子克尔谐振器的一个显著特征。

在实验中,该项目模拟了不同参数对新装置产生的脉冲的影响,然后发现实验结果与数值模拟非常吻合。建立了一套与克尔谐振器拉伸脉冲孤子有关的设计准则,使该技术成为一种很有前途的飞秒脉冲产生技术。孤子激光器的循环脉冲既可以是孤子,也可以是准孤子,如果能够控制或利用光学系统固有的复杂特性,它将有许多应用。

.  通过克尔谐振器的脉冲进行拉伸和压缩导致超短的脉冲持续时间

在罗切斯特大学,威廉·伦宁格(William Renninger)于20202月获得了国家科学基金会职业生涯奖,其中包括资助建立信息公开渠道,用于设计和制造产生飞秒脉冲的先进激光源。

在宣布新发现时,伦宁格评论说,新型飞秒脉冲技术所涉及的大部分成本与专业知识有关,而不是部件,因此,他的团队打算利用国家科学基金会的部分职业资助,为小型大学的研究小组提供咨询,帮助他们设计和制造用于基础研究的飞秒激光。

William Renninger说:“现在有商业产品,但它们非常昂贵,对许多设备预算有限的研究小组来说是望而却步的,”他说,他打算在网上发布一份延伸脉冲孤子源的设计指南,供任何人使用。

 

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