中科院物理所魏志義研究組將倏逝波型二硫化鎢可飽和吸收體與非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模光纖激光器相結(jié)合，搭建了混合鎖模光纖激光器，實現(xiàn)了高重復(fù)頻率暗孤子脈沖光纖激光輸出。
光纖激光器以其所具有的結(jié)構(gòu)緊湊、效率高和穩(wěn)定性好等優(yōu)點，在超快光學(xué)、材料加工及光通信系統(tǒng)等諸多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。
利用光纖激光器可以產(chǎn)生鎖模光孤子脈沖，使其在傳播過程中形狀、幅度和速度都維持不變。通過精密控制光纖激光器腔內(nèi)色散，產(chǎn)生的光孤子脈沖又可以分為明孤子脈沖和暗孤子脈沖。
與明孤子脈沖相比，由于暗孤子脈沖具有穩(wěn)定性高、傳輸距離長、時間抖動小和抗干擾能力強等優(yōu)點，在精密測量、全光非線性通信和非線性光學(xué)等領(lǐng)域具有較高的研究和應(yīng)用價值。目前，由于暗孤子脈沖產(chǎn)生技術(shù)和測量方法的限制，國內(nèi)外基于光纖激光器的暗孤子脈沖的研究還處于初始階段。
圖 暗孤子頻譜圖
考慮到暗孤子脈沖的學(xué)術(shù)意義及其潛在應(yīng)用價值，中國科學(xué)院物理研究所/北京凝聚態(tài)物理國家實驗室的魏志義研究組基于他們在飛秒光纖激光方面的研究基礎(chǔ)，近年來開展了暗孤子脈沖的相關(guān)研究。最近他們不僅實驗上實現(xiàn)了暗孤子脈沖的產(chǎn)生，也得到了暗孤子脈沖在不同鎖模狀態(tài)下的多光譜特性，并且激光信噪比高達94 dB，證實了鎖模暗孤子脈沖的高穩(wěn)定性。主要結(jié)果發(fā)表在Photonics Research [4, 111 (2016)]上。
圖 不同偏振態(tài)所對應(yīng)的暗孤子光譜圖
該研究組將倏逝波型二硫化鎢可飽和吸收體與非線性偏振旋轉(zhuǎn)鎖模光纖激光器相結(jié)合，搭建了混合鎖模光纖激光器，實現(xiàn)了高重復(fù)頻率暗孤子脈沖光纖激光輸出。研究發(fā)現(xiàn)通過精準(zhǔn)控制激光器的偏振態(tài)，可以有效調(diào)控暗孤子的輸出光譜，并首次得到了暗孤子光纖激光器的寬光譜輸出。由于倏逝波型二硫化鎢可飽和吸收體作用，有效提高了激光的信噪比和工作穩(wěn)定性，實現(xiàn)了系統(tǒng)的長時間穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，可以滿足超快光學(xué)等各類工程應(yīng)用與科學(xué)研究的需要。
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