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《Nature Communications》刊发西北工业大学物理科学与技术学院多波长同步锁模孤子研究成果
发布时间:2021-11-19     作者:   点击:[]   分享到:

西北工业大学物理科学与技术学院毛东教授、赵建林教授研究团队与芬兰阿尔托大学孙志培教授合作,在多波长同步锁模孤子激光方面取得重要进展。2021年11月18日,相关成果以“Synchronized multi-wavelength soliton fiber laser via intracavity group delay modulation”为题发表在国际顶级学术期刊《Nature Communications》上。论文第一作者为毛东教授,通讯作者为赵建林教授和孙志培教授。论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-26872-x#Sec12

超快光纤激光器利用光纤为传导介质,具有结构紧凑、稳定性好、光束模式优良、峰值功率高以及与其他光纤系统兼容等优点,在高速光通信、生物医学、材料处理和精密物理测量等领域具有广泛的应用。锁定激光谐振腔中的纵模是产生超短脉冲的典型方法。然而,对于传统多波长锁模光纤激光器而言,由于群速度色散的影响,脉冲传输速度与工作波长相关,导致不同波长锁模脉冲在腔内独立演化并周期性碰撞。因此,如何在非零色散光纤谐振腔中产生多波长同步锁模孤子是超快激光领域的难点之一。

研究团队通过在负色散光纤谐振腔中引入光谱滤波和群延迟补偿,成功实现了2至5个波长的同步锁模激光输出,所得孤子包络中子脉冲的重复频率达到1.26 THz。进一步,基于光谱实时探测技术,详细研究了多波长同步锁模脉冲的形成及演化行为。实验和模拟结果表明,当不同波长之间群延迟差被补偿到零附近时,可饱和吸收效应在腔内使脉冲自动同步。该方案不仅为直接产生多波长超高重频脉冲提供了一种全新方法,同时为差频产生太赫兹波及非线性拉曼光谱测量提供了所需的特种脉冲源。

多波长同步锁模光纤激光器结构及原理

该工作得到了国家重点研发计划项目(2017YFA0303800)、国家自然科学基金重点及面上项目(11634010、11874300、61805277)、中央高校基本科研业务费(3102019JC008、3102019PY002)等项目的资助。

毛东教授作为我校光学工程学科的青年教师,在国家自然科学基金、陕西省杰出青年科学基金、中央高校基本科研业务费等项目支持下,围绕超快光纤激光、时空光场调控等领域开展了大量前沿研究工作,在Nature Communications, Physical Review Applied, Small, Physical Review A, Applied Physics Letters, Optics Letters等期刊发表第一、通讯作者论文47篇,相关论文共被引用6600余次,入选爱思唯尔2020年度高被引学者,该工作为近期的代表性成果之一。

(撰稿:李鹏;审核:晁小荣)