Šanghajský inštitút optiky a strojov dosiahol pokrok v presnej synchronizácii ultrakrátkych pulzných laserov pomocou antirezonančných dutých vlákien

Nedávno Štátne kľúčové laboratórium fyziky silného poľa lasera, Šanghajský inštitút optiky a presných strojov, Čínska akadémia vied, Russell Center for Advanced Lightwave Science, Hangzhou Institute of Optics and Precision Machinery, Efibe (Ningbo) Optoelectronics Technology Co., Ltd. a Wuhanská technologická univerzita dosiahli pokrok v dosahovaní presnej synchronizácie ultrakrátkych pulzných laserov pomocou antirezonančných dutých vlákien. Výskumný tím po prvýkrát uviedol technológiu aktívnej synchronizácie lasera s ultrakrátkymi impulzmi založenú na antirezonančnom dutom vlákne, ktorý dosahuje nízky šum a vysokú účinnosť prenosu a presného časového riadenia širokopásmového lasera s ultrakrátkymi impulzmi s presnosťou synchronizácie 2,23 fs (RMS). . Výsledky výskumu boli prezentované ako „Vysoko stabilné, flexibilné dodávanie ultrarýchlych impulzov na úrovni mikrojoulov vo vákuovaných antirezonančných dutých vláknach pre aktívnu synchronizáciu“ bolo publikované v Optics Letters.
Vysoko presná technológia riadenia synchronizácie založená na ultrakrátkych pulzných laseroch sa široko používa v rôznych plynových pedáloch a intenzívnych laserových zariadeniach, čo výrazne zlepšilo presnosť riadenia času veľkých vedeckých zariadení. Kľúčom k presnej synchronizácii času je zabezpečenie stabilného prenosu ultrakrátkych pulzných laserov na veľké vzdialenosti. Tradičné kremenné vlákno je ťažké dosiahnuť vysokovýkonný prenos ultrakrátkych pulzných laserov s energiou jedného pulzu nad mikrojoule. Je to spôsobené vysokým špičkovým výkonom laserov s ultrakrátkymi impulzmi v rozsahu mikrojoulov, ktoré môžu rýchlo akumulovať nadmerné nelinearity vo vlákne s jadrom z taveného oxidu kremičitého, čo vedie k skresleniu impulzu v časovej aj frekvenčnej doméne.
Na vyriešenie tohto problému výskumný tím použil antirezonančné vlákno s dutým jadrom na dosiahnutie stabilného a efektívneho prenosu ultrakrátkych laserových impulzov s energiou jediného impulzu rádovo mikrojoulov a šírkou impulzu menšou ako 200 fs a úspešne ho použil. pre vysoko presné štúdie synchronizácie laserových impulzov. Keď sa ultrakrátke laserové impulzy prenesú vo evakuovanom antirezonančnom dutom vlákne, ich spektrá a šírky impulzov zostanú do značnej miery nezmenené v dôsledku účinného potlačenia nelineárnych účinkov plynu a laserové impulzy na výstupe vlákna sú porovnateľné s impulzmi. na vstupe z hľadiska priemerného výkonu a spektrálnej stability. Vďaka charakteristikám vlnovodu sa stabilita výstupného laserového smerovania zlepšila zo 6 μrad na 1 μrad a jitter laserového impulzu je možné ovládať na 2,23 fs (RMS) do 90 minút po prenose cez 10 m duté vlákno. Táto štúdia overuje realizovateľnosť ultrarýchlej opticko-optickej synchronizácie založenej na antirezonančnom dutom vlákne a poukazuje na potenciál antirezonančného dutého vlákna na riadenie časovej synchronizácie veľkých laserových a plynových pedálových zariadení.
Súvisiacu prácu podporili National Natural Science Foundation of China, National Postdoctoral Innovation Talent Support Program, Chinese Postdoctoral Science Foundation, Young Team Program in Basic Research of Chinese Academy of Sciences, Basic Research Program of Shanghai Science and Akčný plán technologických inovácií a program výstavby a prevádzky laboratória Zhangjiang.