Skip to content
Home » Dissipatieve solitongeneratie en realtime dynamiek in microresonator-gefilterde fiberlasers

Dissipatieve solitongeneratie en realtime dynamiek in microresonator-gefilterde fiberlasers

    Dissipatieve solitongeneratie en realtime dynamiek in microresonator-gefilterde fiberlasers
    Dissipatieve solitongeneratie en realtime dynamiek in microresonator-gefilterde fiberlasers

    Een passieve niet-lineaire microresonator is genest in een actieve fiberlaserholte. Zelfstartende soliton-microkam met een laag geluidsniveau, hoge modusefficiëntie en hoog uitgangsvermogen werd gedemonstreerd. Intrigerend fenomeen zoals soliton Newton’s cradle werd voor het eerst waargenomen met een ultrasnelle tijdloep. Credit: Licht: wetenschap en toepassingen (2022). DOI: 10.1038/s41377-022-00986-3

    Kerr-microkammen zijn sets van equidistante spectraallijnen die worden gegenereerd door een microresonator met hoge Q te pompen met een resonerende continue-golf single-mode laser. Ze hebben aantoonbaar een nieuw veld gecreëerd in niet-lineaire fotonica in holtes, met een sterke kruisbestuiving tussen theoretisch, experimenteel en technologisch onderzoek.


    Ondanks het grote succes van Kerr-microkammen, kunnen problemen zoals het zelfstartmechanisme, de efficiëntie van de lage modus en het lage uitgangsvermogen niet volledig worden aangepakt door conventionele Kerr-microkammen. Aan de andere kant, door een passieve niet-lineaire microresonator in een actieve fiberlaserholte te nesten, vertoont de recent gedemonstreerde laserholte soliton (LCS) microkam een ​​groot potentieel om de problemen van conventionele Kerr-microkammen op te lossen.

    In een nieuw artikel gepubliceerd in Licht: wetenschap en toepassingenbestudeert een team van wetenschappers onder leiding van professor Shu-Wei Huang van de Universiteit van Colorado Boulder en collega’s theoretisch en experimenteel de dissipatieve solitongeneratie en realtime dynamiek van dit nieuwe lid van de microkamfamilie.

    “We brengen theoretisch inzicht in het modusvergrendelingsprincipe van deze nieuwe LCS-microkamarchitectuur. We bestudeerden de afhankelijkheid van soliton-eigenschappen van microresonatorparameters en voorspelden het bestaan ​​van getjilpte heldere dissipatieve soliton met platte spectrale vorm, een lang gezochte functie voor optische communicatie met hoge capaciteit, maar niet haalbaar in de conventionele microkamarchitectuur”, zeggen de wetenschappers.

    “Op basis van onze voorgestelde experimentele richtlijnen hebben we een zelfstartende LCS-microkam gedemonstreerd met een laag geluidsniveau, hoge modus-efficiëntie en hoog uitgangsvermogen. Het LCS-uitgangsvermogen is zo hoog als 12 mW met een modus-efficiëntie tot 90,7%, beide vertegenwoordigen verbetering van de orde van grootte van conventionele Kerr-microkammen. Even belangrijk is dat we de record-lage fundamentele kamlijnbreedte van 32 MHz en faseruis met een herhalingssnelheid van -137 dBc/Hz bij een offset-frequentie van 1 MHz bereikten”, schrijven ze.

    Dissipatieve solitongeneratie en realtime dynamiek in microresonator-gefilterde fiberlasers

    Op moment t1 beweegt soliton A zich dicht bij het solitonmolecuul bestaande uit soliton B en C; op moment t2 botst soliton A elastisch met het solitonmolecuul: soliton A wisselt zowel energie als momentum uit met soliton C via soliton B. Na botsing vormt soliton A samen met soliton B een nieuw solitonmolecuul en verlaat soliton C het nieuwe solitonmolecuul met de oorspronkelijke snelheid van soliton A. Credit: Licht: wetenschap en toepassingen (2022). DOI: 10.1038/s41377-022-00986-3

    “Bovendien hebben we een tijdvergrootglas gebruikt om de ultrasnelle niet-lineaire holtedynamiek met 70 keer te ‘vertragen’, zodat solitonvorming en interactiedynamiek kunnen worden bestudeerd met ultramoderne opto-elektronica. We waren bijzonder enthousiast om de intrigerende soliton Newton’s te observeren wiegfenomeen voor het eerst met de tijdloep”, voegde ze eraan toe.

    “De studie opent nieuwe wegen naar compacte, zeer efficiënte en zelfstartende microkammen voor toepassingen in de echte wereld en benadrukt het belang van een tijdvergroter voor realtime ultrasnelle dynamiek”, aldus de wetenschappers.


    Begrijpen hoe lijnbreedtes in microkammen nauwkeurigere metingen mogelijk maken


    Informatie:
    Run Chen et al, Veelzijdig platform van niet-lokale meta-oppervlakken voor zowel spectrale als ruimtelijke controle van lichtgolven, Licht: wetenschap en toepassingen (2022). DOI: 10.1038/s41377-022-00986-3

    Geleverd door de Chinese Academie van Wetenschappen

    citaten: Dissipatieve solitongeneratie en real-time dynamica in microresonator-gefilterde fiberlasers (2022, 13 oktober) opgehaald op 13 oktober 2022 van https://phys.org/news/2022-10-dissipative-soliton-real-time-dynamics- microresonator-gefilterd.html

    Op dit document rust copyright. Afgezien van een eerlijke handel ten behoeve van eigen studie of onderzoek, mag niets worden gereproduceerd zonder schriftelijke toestemming. De inhoud wordt uitsluitend ter informatie verstrekt.