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上海昊量光電設備有限公司

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使用時間拉伸技術揭示鎖模激光中孤子產生過程

閱讀:1971      發(fā)布時間:2020-8-25
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近日《中國激光》雜志社旗下《Advanced Optics》發(fā)布2019年被引用數量10篇論文。
此次為大家介紹一篇光學孤子方面入選的論文《Revealing the behavior of soliton buildup in a mode-locked laser》

對于非線性系統,瞬態(tài)現象和瞬態(tài)動力學是一個非常重要的特征。比如在鎖模光纖激光器中,雖然對于產生穩(wěn)定的孤子序列已經有比較深入的了解,但是對于蕞初的孤子自激產生的研究,一直較為欠缺。主要原因是缺少對于瞬態(tài)過程的探測手段。近年來,隨著時間拉伸技術的發(fā)展(Time-Stretch Dispersive Fourier Transform, TS-DFT),使觀察單次瞬態(tài)現象成為可能。

過去20多年里,對于被動鎖模的建立機制,有許許多多的理論和實驗上的探索。在出現時間拉升技術之前,瞬態(tài)現象只能通過示波器來觀察,但是示波器無法解析出瞬態(tài)的建立過程。進來隨著時間拉伸技術的出現,瞬態(tài)光譜和時域動態(tài)都可以被觀察到了。

使用時間拉伸技術觀察被動鎖模光纖激光器中孤子的產生,需要抑制環(huán)境擾動,例如腔內偏振變化,還有泵浦功率浮動。這些會讓激光產生額外的不穩(wěn)定態(tài),例如調Q激發(fā)。為了揭示真正的孤子建立過程,必須盡可能地抑制環(huán)境擾動。然而目前無法*抑制擾動。因此在文章中將會圍繞孤子分子展開討論,而不是孤子本身。

在實驗中,使用了多種方法抑制環(huán)境擾動,比如碳納米管偏振強度飽和吸收體(Carbon NanoTube Saturable Absorber, CNT-SA)、偏振控制器、波分復用器、tap耦合器、隔離器等,并因此得以觀察到兩種鎖模激光中的孤子產生過程。
實驗光路結構如下:

實驗分析就不在此贅述,詳細分析請參考原文。以下為測量結果:
鎖模激光中孤子建立過程的實時記錄

帶有節(jié)拍穩(wěn)定動態(tài)(beating dyamics)的孤子形成過程

具有瞬態(tài)關聯態(tài)的孤子建立過程

關聯態(tài)的雙孤子相互作用

 

 

近,實驗中使用的測量光路,已經有了集成化的綜合測量設備 COMET系列時間拉伸光譜儀            
COMET系列主要特點:
- 實時單發(fā)測量(沒有掃描),高采集率,蕞高可達10億幀每秒
- 可以測量構成單發(fā)脈沖的連續(xù)光譜信息
- 光譜測量寬度可達650nm
- 高頻率分辨率 >10pm
- 高時域分辨率 >15fs
- 高靈敏度 μW等級
- 支持光纖出入

更多信息請咨詢上海昊量光電4006-888-532

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