Shanghai Institute of Optics And Machinery gør fremskridt i præcisionssynkronisering af ultrakorte pulslasere ved hjælp af anti-resonante hulkernefibre

For nylig har State Key Laboratory of Strong Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery, Chinese Academy of Sciences, Russell Center for Advanced Lightwave Science, Hangzhou Institute of Optics and Precision Machinery, Efibe (Ningbo) Optoelectronics Technology Co., Ltd. og Wuhan University of Technology har gjort fremskridt med at opnå præcisionssynkronisering af ultrakorte pulslasere ved hjælp af anti-resonant hulkernefiber. Forskerholdet rapporterede for første gang den aktive synkroniseringsteknologi af ultrakort pulslaser baseret på anti-resonant hulkernefiber, som opnår lav støj og høj effektivitet transmission og præcisionstidsstyring af bredbånds ultrakort pulslaser med 2,23 fs (RMS) synkroniseringsnøjagtighed . Forskningsresultaterne blev præsenteret som "Meget stabil, fleksibel levering af ultrahurtige pulser på mikrojoule-niveau i vakuumiserede anti-resonante hulkernefibre til aktiv synkronisering" blev offentliggjort i Optics Letters.
Højpræcisionssynkroniseringskontrolteknologien baseret på ultrakorte pulslasere er blevet brugt i vid udstrækning i forskellige gaspedaler og intense laserenheder, hvilket i høj grad har forbedret tidsstyringsnøjagtigheden af ​​store videnskabelige enheder. Nøglen til højpræcisions-tidssynkronisering er at sikre langdistance-stabil transmission af ultrakorte pulslasere. Den traditionelle kvartsfiber er svær at opnå højtydende transmission af ultrakorte pulslasere med enkeltpulsenergi over mikrojoule. Dette skyldes den høje spidseffekt af ultrakorte pulslasere i mikrojoule-området, som hurtigt kan akkumulere for store ulineariteter i fiberen med en smeltet silicakerne, hvilket resulterer i forvrængning af pulsen i både tids- og frekvensdomænerne.
For at løse dette problem brugte forskerholdet en anti-resonant hulkernefiber til at opnå stabil og effektiv transmission af ultrakorte laserimpulser med en enkelt pulsenergi af størrelsesordenen mikrojoule og en pulsbredde på mindre end 200 fs, og med succes anvendt det til højpræcisionsundersøgelser af laserpulssynkronisering. Når de ultrakorte laserimpulser transmitteres i den evakuerede anti-resonante hulkernefiber, forbliver deres spektre og impulsbredder stort set uændrede på grund af den effektive undertrykkelse af ikke-lineære gaseffekter, og laserimpulserne ved udgangen af ​​fiberen er sammenlignelige med de ved input med hensyn til gennemsnitlig effekt og spektral stabilitet. Takket være bølgelederegenskaberne forbedres udgangslaserens pegestabilitet fra 6 μrad til 1 μrad, og laserpulsens jitter kan styres til 2,23 fs (RMS) inden for 90 minutter efter transmission gennem en 10 m hulkernefiber. Denne undersøgelse verificerer gennemførligheden af ​​ultrahurtig optisk-optisk synkronisering baseret på antiresonant hulkernefiber og påpeger potentialet af antiresonant hulkernefiber til tidssynkroniseringskontrol af store laser- og gaspedalenheder.
Det relaterede arbejde blev støttet af National Natural Science Foundation of China, National Postdoctoral Innovation Talent Support Program, Chinese Postdoctoral Science Foundation, Young Team Programme in Basic Research of the Chinese Academy of Sciences, Basic Research Program of Shanghai Science and Handlingsplan for teknologiinnovation og Zhangjiang Laboratory Construction and Operation Program.