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孤子形成瞬时动力学过程取得进展

来源:管理员   时间:2019-09-05

       长期以来,实时测量复杂的光学超快过程一直是超快激光领域的重要课题。然而,由于电子仪器设备的探测速度受到机械或电子的限制,很难获取非重复性的瞬态信息,如何实现瞬态物理现象的实时测量对于研究人员而言一直是一项巨大的挑战。时间展宽色散傅里叶变换(TS-DFT)技术的出现克服了传统光谱仪的速度限制,可实现快速实时光谱测量。近年来,基于TS-DFT技术,实现了对光脉冲超快瞬时演化的实时探测,并对光孤子间的相互作用有了新的认识。然而,对于超快光学系统中孤子形成的完整动力学过程至今还没有报道。

       近期,浙江大学刘雪明教授课题组通过巧妙设计光纤激光系统,利用TS-DFT技术,首次在锁模光纤激光器中观测到了孤子、孤子分子、谐波锁模孤子的完整形成过程,以及超快激光从调Q(Q-switching)到锁模(mode locking)的完整转换过程,取得了超快激光非线性领域的重要突破。该团队发现了孤子、孤子分子形成从增强驰豫振荡到锁模和从调Q到锁模的两种不同的完整动力学过程、以及色散波、增益的损耗和恢复效应、声波共振和光机械相互作用分别在谐波锁模形成的初期、中期以及后期对谐波锁模的形成和稳定起到了重要作用。这些研究有助于人们对超快激光器中孤子形成机制的深入理解,为超快瞬态动力学和脉冲演化路径带来了全新的认识,对超短脉冲激光器的设计和应用具有重要的意义。

(a)孤子分子 (b)调Q到锁模 (c)谐波锁模

       相关研究成果发表在Physical Review Letters、Laser & Photonics Reviews等期刊上。[Physical Review Letters 121, 023905 (2018)、Physical Review Letters 123, 093901 (2019) 、Laser & Photonics Reviews 13, 1800333 (2019)]

       2020年7月17日,中科院文献情报中心引证检索报告显示,该团队完成的3篇论文均被ESI高被引论文收录,其中“Physical Review Letters 121, 023905 (2018)”入选ESI热点论文(Hot Papers),是2018年度Physical Review Letters入选的12篇热点论文之一,并入选“2018中国光学十大进展(应用研究类)”;“Laser & Photonics Reviews 13, 1800333 (2019)”是2019年度Laser & Photonics Reviews发表的100篇论文中唯一入选的ESI热点论文,并被选为当期封底图。