Шанхайський інститут оптики та машин досягає успіхів у точній синхронізації ультракоротких імпульсних лазерів за допомогою антирезонансних порожнистих волокон

Нещодавно Державна ключова лабораторія лазерної фізики сильного поля, Шанхайський інститут оптики та прецизійних машин, Китайська академія наук, Расселівський центр передових світлохвильових наук, Ханчжоуський інститут оптики та прецизійних машин, Efibe (Ningbo) Optoelectronics Technology Co., Ltd. і Уханьський технологічний університет досягли прогресу в досягненні точної синхронізації ультракоротких імпульсних лазерів з використанням антирезонансного волокна з порожнистим сердечником. Дослідницька група вперше повідомила про технологію активної синхронізації лазера з ультракороткими імпульсами на основі антирезонансного волокна з порожнистим сердечником, яка забезпечує низький рівень шуму та високу ефективність передачі та точне керування часом широкосмугового лазера з ультракороткими імпульсами з точністю синхронізації 2,23 фс (RMS). . Результати дослідження були представлені під час публікації в Optics Letters «Високостійкої, гнучкої доставки надшвидких імпульсів на рівні мікроджоулів у вакуумованих антирезонансних порожнистих волокнах для активної синхронізації».
Технологія високоточного керування синхронізацією на основі ультракоротких імпульсних лазерів широко використовується в різних педалях газу та інтенсивних лазерних пристроях, що значно покращило точність керування часом великих наукових пристроїв. Ключ до високоточної синхронізації часу полягає в тому, щоб забезпечити стабільну передачу ультракоротких імпульсів на великі відстані. Традиційним кварцовим волокном важко досягти високої продуктивності передачі ультракороткоімпульсних лазерів з енергією одного імпульсу вище мікроджоуля. Це пов’язано з високою піковою потужністю ультракороткоімпульсних лазерів у діапазоні мікроджоулів, які можуть швидко накопичувати надмірні нелінійності у волокні з серцевиною з плавленого кремнезему, що призводить до спотворення імпульсу як у часовій, так і в частотній областях.
Щоб вирішити цю проблему, дослідницька група використала антирезонансне порожнисте волокно для досягнення стабільної та ефективної передачі ультракоротких лазерних імпульсів з енергією одного імпульсу порядку мікроджоулів і тривалістю імпульсу менше 200 фс, і успішно використала це для високоточних досліджень синхронізації лазерних імпульсів. Коли ультракороткі лазерні імпульси передаються в вакуумованому антирезонансному порожнистому волокні, їхні спектри та ширина імпульсу залишаються в основному незмінними завдяки ефективному придушенню газових нелінійних ефектів, а лазерні імпульси на виході волокна порівнянні з на вході за середньою потужністю та спектральною стабільністю. Завдяки характеристикам хвилеводу стабільність вихідного лазерного наведення покращена з 6 мкрад до 1 мкрад, а тремтіння лазерного імпульсу можна контролювати до 2,23 фс (RMS) протягом 90 хвилин після передачі через 10-метрове волокно з порожнистим сердечником. Це дослідження перевіряє доцільність надшвидкої оптико-оптичної синхронізації на основі антирезонансного порожнистого волокна та вказує на потенціал антирезонансного порожнистого волокна для керування синхронізацією часу великих лазерних і газових педалей.
Пов’язану роботу підтримали Національний фонд природничих наук Китаю, Національна програма підтримки інноваційних талантів для постдокторантів, Китайський науковий фонд для постдокторантів, Програма молодої команди з фундаментальних досліджень Академії наук Китаю, Програма фундаментальних досліджень Шанхайської науки та План дій технологічних інновацій і Програма будівництва та експлуатації лабораторії Чжанцзян.