Недавно команда профессоров Мао Дуна и профессора Чжао Цзяньлиня из Северо-Западного политехнического университета (СЗПУ) в сотрудничестве с профессором Чжан Юном из Нанкинского университета и профессором Сунь Чжипеем из Университета Аалто, Финляндия, добилась важного прогресса в изучении солитона Талбота. лазеры с синхронизацией мод. Результаты исследования были опубликованы в ведущем международном академическом журнале Science Advances (подраздел Science) под заголовком «Диссипативный солитонный волоконный лазер Тальбота» и были выбраны в качестве главного изображения номера. Рекомендуемое изображение) выпуска. Первым автором статьи является Хэцзэ Чжан, ныне аспирант, а автором-корреспондентом — профессор Дун Мао.
Как типичная диссипативная система, содержащая периодические эффекты усиления, потерь, дисперсии и нелинейные эффекты, суперволоконный лазер представляет собой идеальную исследовательскую платформу для изучения синхронизации мод в пространстве-времени, оптических странных волн, новых солитонов и их взаимодействий. Эффект Тальбота относится к классу явлений самоизображения периодического светового поля или импульса в определенном месте, в котором преобладают эффекты дифракции и дисперсии в пространственной и временной областях соответственно. В обычных лазерах с синхронизацией мод эффект Тальбота редко связан с эволюционным поведением импульсов с синхронизацией мод из-за небольшого продольного расстояния между модами и значений дисперсии резонансного резонатора, которые не могут удовлетворять условию самоизображения Тальбота во временной области. .
Стационарные (а, б) и дышащие (в, г) солитоны Тальбота в волоконных лазерах
Исследовательская группа впервые обнаружила солитонные импульсы с синхронизацией мод, в которых преобладает эффект Тальбота, называемые солитонами Тальбота, в многоволновом синхронном волоконном лазере с синхронизацией мод, используя методы формирования импульсов для модуляции разности частот между соседними спектрами. Обнаружено, что когда количество длин волн синхронизации мод больше или равно 3, рабочее состояние волоконного лазера определяется эффектом Тальбота во временной области - лазер выдает «дышащие» солитоны при отклонении целочисленного расстояния самоизображения. от длины резонатора, а лазер излучает стационарные солитоны, когда целое расстояние самоизображения равно длине резонатора; основываясь на пространственно-временной двойственности световой волны, они предложили улучшенную теорию Тэлбота, включающую дисперсию и нелинейность, которая точно объясняет и описывает явление самоизображения и установившееся дыхание солитонов Тэлбота в резонаторе, а также обеспечивает новая платформа и идея для исследования нелинейной эволюции многоцветных волновых пакетов в диссипативных оптических системах.
Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая в рамках проекта высшего уровня (12274344), Программы фундаментальных исследований естественных наук провинции Шэньси (2021JC-09) и Операционных расходов центральных университетов на фундаментальные исследования ( 3102019JC008).
Будучи выдающимся молодым преподавателем оптической инженерии в нашем университете, профессор Мао Дун при поддержке Национального фонда естественных наук Китая, Фонда выдающихся молодых ученых провинции Шэньси и Фондов фундаментальных исследований центральных университетов провел множество передовых фундаментальных исследований в области сверхбыстрых волоконных лазеров, пространственно-временной модуляции оптического поля и других областях и был опубликован в журналах Nature Communications, Science. Он опубликовал 62 статьи в журналах Nature Communications, Science Advances, Light: Science & Applications, Laser & Photonics Reviews и другие журналы в качестве первого и соответствующего автора. Соответствующие статьи цитировались более 8800 раз, а он был включен в число высоко цитируемых ученых журнала Elsevier 2020 года и в 2% лучших ученых мира по версии Стэнфордского университета. Эта работа является одним из репрезентативных результатов недавнего исследования. работа.
