Шанхайский институт оптики и машин добился успехов в точной синхронизации лазеров ультракоротких импульсов с использованием антирезонансных волокон с полой сердцевиной

Недавно Государственная ключевая лаборатория лазерной физики сильного поля, Шанхайский институт оптики и точного машиностроения, Китайская академия наук, Центр Рассела передовых наук о световых волнах, Ханчжоуский институт оптики и точного машиностроения, Efibe (Ningbo) Optoelectronics Technology Co., Ltd , и Уханьский технологический университет добились прогресса в достижении точной синхронизации лазеров ультракоротких импульсов с использованием антирезонансного волокна с полой сердцевиной. Исследовательская группа впервые сообщила о технологии активной синхронизации лазера ультракоротких импульсов на основе антирезонансного волокна с полой сердцевиной, которая обеспечивает низкий уровень шума и высокую эффективность передачи, а также точное управление временем широкополосного лазера ультракоротких импульсов с точностью синхронизации 2,23 фс (RMS). . Результаты исследования были представлены в статье «Высокостабильная и гибкая доставка сверхбыстрых импульсов на уровне микроджоулей в вакуумированных антирезонансных волокнах с полой сердцевиной для активной синхронизации», опубликованной в Optics Letters.
Технология высокоточного управления синхронизацией, основанная на лазерах сверхкоротких импульсов, широко используется в различных педалях газа и интенсивных лазерных устройствах, что значительно повысило точность управления временем крупных научных устройств. Ключом к высокоточной синхронизации времени является обеспечение стабильной передачи лазеров ультракоротких импульсов на большие расстояния. В традиционном кварцевом волокне трудно добиться высокой эффективности передачи лазеров ультракоротких импульсов с энергией единичного импульса выше микроджоуля. Это связано с высокой пиковой мощностью ультракороткоимпульсных лазеров в диапазоне микроджоулей, которые могут быстро накапливать избыточные нелинейности в волокне с сердцевиной из плавленого кварца, что приводит к искажению импульса как во временной, так и в частотной областях.
Для решения этой проблемы исследовательская группа использовала антирезонансное волокно с полой сердцевиной для стабильной и эффективной передачи сверхкоротких лазерных импульсов с энергией единичного импульса порядка микроджоулей и длительностью импульса менее 200 фс. это для высокоточных исследований синхронизации лазерных импульсов. При передаче ультракоротких лазерных импульсов в вакуумированном антирезонансном полом волокне их спектры и длительности практически не изменяются за счет эффективного подавления газовых нелинейных эффектов, а лазерные импульсы на выходе волокна сравнимы с таковыми. на входе по средней мощности и спектральной стабильности. Благодаря характеристикам волновода стабильность лазерного наведения на выходе повышена с 6 мкрад до 1 мкрад, а джиттер лазерного импульса можно контролировать до 2,23 фс (СКЗ) в течение 90 мин после передачи по 10-метровому волокну с полой сердцевиной. Это исследование подтверждает возможность сверхбыстрой оптико-оптической синхронизации на основе антирезонансного волокна с полой сердцевиной и указывает на потенциал антирезонансного волокна с полой сердцевиной для управления временной синхронизацией больших лазерных устройств и устройств с педалью газа.
Соответствующая работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая, Национальной программой поддержки инновационных талантов постдокторантов, Китайским фондом постдокторских наук, Программой молодых специалистов в области фундаментальных исследований Китайской академии наук, Программой фундаментальных исследований Шанхайской научной и План действий по инновациям в области технологий и Программа строительства и эксплуатации лаборатории в Чжанцзяне.