Kürzlich hat das Team von Prof. Mao Dong und Prof. Zhao Jianlin von der Northwestern Polytechnical University (NWPU) in Zusammenarbeit mit Prof. Zhang Yong von der Universität Nanjing und Prof. Sun Zhipei von der Aalto-Universität, Finnland, wichtige Fortschritte im Talbot-Soliton erzielt modengekoppelte Laser. Die Forschungsergebnisse wurden in der führenden internationalen Fachzeitschrift Science Advances (einer Untergruppe von Science) unter dem Titel „The dissipative Talbot soliton fibre laser“ veröffentlicht und als Hauptbild der Ausgabe ausgewählt. Ausgewähltes Bild) der Ausgabe. Der Erstautor der Arbeit ist Heze Zhang, ein aktueller Doktorand, und der korrespondierende Autor ist Prof. Dong Mao.
Als typisches dissipatives System mit periodischer Verstärkung, Verlust, Dispersion und nichtlinearen Effekten bietet ein Superfaserlaser eine ideale Forschungsplattform für die Erforschung von Modenkopplung in der Raumzeit, optischen Fremdwellen, neuartigen Solitonen und deren Wechselwirkungen. Der Talbot-Effekt bezieht sich auf eine Klasse von Selbstabbildungsphänomenen eines periodischen Lichtfeldes oder -impulses an einem bestimmten Ort, die durch Beugungs- und Dispersionseffekte im räumlichen bzw. zeitlichen Bereich dominiert werden. Bei herkömmlichen modengekoppelten Lasern ist der Talbot-Effekt selten mit dem Entwicklungsverhalten modengekoppelter Impulse verbunden, da die longitudinalen Modenabstände und Dispersionswerte des Resonanzhohlraums klein sind und die Talbot-Selbstbildgebungsbedingung im Zeitbereich nicht erfüllen kann .
(a, b) Stationäre und (c, d) Talbot-Solitonen im Atmungszustand in Faserlasern
Das Forschungsteam entdeckte zum ersten Mal modengekoppelte Solitonenimpulse, die vom Talbot-Effekt dominiert werden und Talbot-Solitonen genannt werden, in einem synchronen modengekoppelten Faserlaser mit mehreren Wellenlängen, wobei Pulsformungstechniken zur Modulation der Frequenzdifferenz zwischen benachbarten Spektren eingesetzt wurden. Es wurde festgestellt, dass, wenn die Anzahl der modengekoppelten Wellenlängen größer oder gleich 3 ist, der Betriebszustand des Faserlasers durch den Talbot-Effekt im Zeitbereich bestimmt wird – der Laser gibt atmende Solitonen aus, wenn der ganzzahlige Selbstbildabstand abweicht aus der Hohlraumlänge, und der Laser gibt stationäre Solitonen aus, wenn der ganzzahlige Selbstabbildungsabstand gleich der Hohlraumlänge ist; Basierend auf der räumlich-zeitlichen Dualität der Lichtwelle schlugen sie eine verbesserte Talbot-Theorie vor, die Dispersion und Nichtlinearität umfasst, die das Selbstabbildungsphänomen und das stationäre Atmungsverhalten von Talbot-Solitonen im Hohlraum genau erklärt und beschreibt und liefert eine neue Plattform und Idee für die Untersuchung der nichtlinearen Entwicklung mehrfarbiger Wellenpakete in dissipativen optischen Systemen.
Diese Arbeit wurde von der National Natural Science Foundation of China im Rahmen des Spitzenprojekts (12274344), dem Natural Science Basic Research Program der Provinz Shaanxi (2021JC-09) und den Basic Research Operating Expenses of Central Universities ( 3102019JC008).
Prof. Mao Dong ist ein herausragender junger Dozent im Fachbereich optische Technik an unserer Universität und wird von der National Natural Science Foundation of China, dem Outstanding Young Scientist Fund der Provinz Shaanxi und den Fundamental Research Funds for the Central Universities unterstützt hat zahlreiche hochmoderne Grundlagenforschungsarbeiten in den Bereichen ultraschnelle Faserlaser, räumlich-zeitliche optische Feldmodulation und anderen Bereichen durchgeführt und in Nature Communications, Science veröffentlicht. Er hat 62 Artikel in Nature Communications, Science Advances, veröffentlicht. Light: Science & Applications, Laser & Photonics Reviews und andere Zeitschriften als erster und korrespondierender Autor. Die entsprechenden Arbeiten wurden mehr als 8.800 Mal zitiert und er wurde zu einem der „Elsevier 2020 Highly Cited Scholars“ und zu den besten 2 % der Top-Wissenschaftler der Stanford University weltweit gewählt, und diese Arbeit ist eines der repräsentativen Ergebnisse der jüngsten Zeit arbeiten.
