Shanghai Institute of Optics And Machinery boekt vooruitgang in nauwkeurige synchronisatie van ultrakorte pulslasers met behulp van anti-resonante holle kernvezels

Onlangs hebben het 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 en Wuhan University of Technology hebben vooruitgang geboekt bij het bereiken van nauwkeurige synchronisatie van ultrakorte pulslasers met behulp van anti-resonante holle kernvezel. Het onderzoeksteam rapporteerde voor het eerst de actieve synchronisatietechnologie van ultrakorte pulslaser op basis van anti-resonante holle kernvezel, die transmissie met laag geluidsniveau en hoge efficiëntie en nauwkeurige tijdcontrole van breedband ultrakorte pulslaser met 2,23 fs (RMS) synchronisatienauwkeurigheid bereikt . De onderzoeksresultaten werden gepresenteerd als "Zeer stabiele, flexibele levering van ultrasnelle pulsen op microjoule-niveau in gevacuümiseerde anti-resonante holle kernvezels voor actieve synchronisatie", gepubliceerd in Optics Letters.
De zeer nauwkeurige synchronisatiebesturingstechnologie op basis van ultrakorte pulslasers wordt veel gebruikt in verschillende gaspedalen en intense laserapparaten, wat de nauwkeurigheid van de tijdbesturing van grote wetenschappelijke apparaten aanzienlijk heeft verbeterd. De sleutel tot zeer nauwkeurige tijdsynchronisatie is het verzekeren van een stabiele transmissie over lange afstanden van ultrakorte pulslasers. De traditionele kwartsvezel is moeilijk om hoogwaardige transmissie van ultrakorte pulslasers te bereiken met een enkele pulsenergie van meer dan microjoule. Dit komt door het hoge piekvermogen van lasers met ultrakorte puls in het microjoule-bereik, die snel buitensporige niet-lineariteiten in de vezel met een kern van gesmolten silicium kunnen ophopen, wat resulteert in vervorming van de puls in zowel het tijd- als het frequentiedomein.
Om dit probleem aan te pakken, gebruikte het onderzoeksteam een ​​anti-resonante holle kernvezel om een ​​stabiele en efficiënte transmissie van ultrakorte laserpulsen te bereiken met een enkele pulsenergie in de orde van microjoules en een pulsbreedte van minder dan 200 fs, en met succes gebruikt het voor zeer nauwkeurige laserpulssynchronisatiestudies. Wanneer de ultrakorte laserpulsen worden uitgezonden in de geëvacueerde anti-resonante holle kernvezel, blijven hun spectra en pulsbreedten grotendeels ongewijzigd vanwege de effectieve onderdrukking van niet-lineaire gaseffecten, en de laserpulsen aan de uitgang van de vezel zijn vergelijkbaar met die aan de ingang in termen van gemiddeld vermogen en spectrale stabiliteit. Dankzij de eigenschappen van de golfgeleider is de stabiliteit van de uitvoerlaser verbeterd van 6 μrad naar 1 μrad, en kan de jitter van de laserpuls worden geregeld tot 2,23 fs (RMS) binnen 90 minuten na transmissie door een holle-kernvezel van 10 m. Deze studie verifieert de haalbaarheid van ultrasnelle optisch-optische synchronisatie op basis van antiresonante holle kernvezel, en wijst op het potentieel van antiresonante holle kernvezel voor tijdsynchronisatiecontrole van grote laser- en gaspedaalapparaten.
Het gerelateerde werk werd ondersteund door de National Natural Science Foundation of China, het National Postdoctoral Innovation Talent Support Program, de Chinese Postdoctoral Science Foundation, het Young Team Program in Basic Research van de Chinese Academy of Sciences, het Basic Research Program van Shanghai Science en Actieplan voor technologische innovatie en het Zhangjiang Laboratory Construction and Operation Program.