近日,上海交通大学物理与天文学院詹黎课题组在超快激光领域取得重要进展,该团队首次捕捉到具有亚谐波析出呼吸孤子。研究成果以“Subharmonic Entrainment Breather Solitons in Ultrafast Lasers”为题在《物理评论快报》上发表。
光孤子是一种在传输过程中可以波形不会发生改变的一种波包,它是由色散和非线性共同作用的结果。在某些非线性系统中,光孤子的峰值功率、脉冲宽度会发生周期性变化,好像人在不断地呼吸的过程。由于呼吸孤子和许多非线性现象有着内在关联,有助于理解例如怪波(rogue wave)、湍流、飓风、海啸等极端现象,引起学界广泛关注。
图1(a)(b) 呼吸孤子的脉冲能量、相对时间、相对相位的演化。(c)(d) 相对时间和相对相位的关系。其中(a)(c)来自普通呼吸孤子,(b)(d)来自亚谐波呼吸孤子。
论文研究了呼吸孤子激光器中的亚谐波析出现象。因为呼吸孤子激光器存在腔频和呼吸频率两组频率,可以被视为一个非厄米系统。在呼吸频率接近腔频的亚谐波的时候,该系统的两个本征频率会发生耦合,呼吸频率被锁定到腔频的亚谐波,实现亚谐波析出呼吸孤子。基于此,研究团队提出了呼吸孤子激光器中呼吸频率和腔频的耦合模型。
要在实验上验证呼吸孤子的亚谐波效应,就要证明一个呼吸周期里的所有孤子都被锁定。然而孤子脉冲宽度一般在百飞秒量级,其单个脉冲形状难以被观察到。而基于脉冲强度和重复频率等测量手段因其测量误差的影响,不足以说明呼吸孤子的亚谐波效应。因此,研究团队开发出了一套可以精确测量从as (10-18s)到ps (10-12s)的超快时间事件的单点测量技术:色散时域干涉技术,使精确测量不同孤子间的相互作用成为了可能。基于此项技术,捕捉到了相邻孤子间的相对时间和相位信息,发现在亚谐波呼吸孤子的相对时间和相位可以被局域在一些分立的点,从而验证了呼吸孤子的亚谐波效应。另外,研究团队还发现亚谐波效应可以显著提高呼吸孤子的稳定性,极大地降低噪声水平,从而有效提高呼吸孤子激光器的性能,对开发呼吸孤子的激光稳频及光频梳应用有重要意义。利用这种特性,可在Kerr非线性微腔中捕捉亚谐波呼吸孤子,这将有助于超高重频(THz)微腔的重复频率测量。
图2(a)呼吸孤子的呼吸频率随泵浦功率的演化。(b)亚谐波呼吸孤子的呼吸轮廓。(c)不同孤子随泵浦功率增加的相对演化。(d)不同呼吸孤子的呼吸频率的频谱。
物理与天文学院博士生贤天浩为本论文的第一作者,詹黎教授为通讯作者。该工作得到国家自然科学基金的支持。
删除或更新信息,请邮件至freekaoyan#163.com(#换成@)
上海交大詹黎课题组首次捕捉到亚谐波析出呼吸孤子
本站小编 Free考研/2021-01-02
相关话题/测量 激光
上海交大激光等离子体教育部重点实验室:相对论强激光辐照薄膜靶实现太瓦级可调谐太赫兹脉冲输出
太赫兹(THz)辐射在电磁频谱中位于红外光和微波之间,由于其单光子能量低、在非导电材料中的穿透性,以及谱“指纹性”等独特优势,在材料科学、生物医疗和国防安全等领域具有重要应用前景。长期以来,制约太赫兹科学技术发展的关键瓶颈是,如何实现频谱、时空结构、偏振特性可调谐的高功率太赫兹辐射输出。在过去的十年 ...上海交通大学通知公告 本站小编 Free考研 2021-01-02盛政明、陈民教授团队《Science Advances》发表最新成果—基于激光等离子体加速器的极高亮度GeV伽马射线
近日,上海交通大学盛政明教授和陈民教授团队在美国《科学》杂志子刊[ScienceAdvances6,eaaz7240(2020)]上以“ExtremelybrilliantGeVγ-raysfromatwo-stagelaser-plasmaaccelerator”为题发表最新研究成果,提出了一种利 ...上海交通大学通知公告 本站小编 Free考研 2021-01-02上海交大电院义理林教授“智能锁模激光器”成果入选2019年度中国光学十大进展
3月20日,上海交通大学电子系义理林教授课题组“智能锁模激光器”成果入选2019年度中国光学十大进展。入选成果介绍如下:基于类人算法(HLA)的智能锁模激光器上海交通大学义理林教授课题组提出了基于类人算法(HLA)的智能锁模激光器,解决了被动锁模激光器失锁难以自动恢复的难题,最快开机自动锁模仅需0. ...上海交通大学通知公告 本站小编 Free考研 2021-01-02陈险峰教授研究组:基于增强的光子霍尔效应所产生的大IF位移的直接测量
国际物理学权威期刊PhysicalReviewLetters以“DirectvisualizingthespinHalleffectoflightviaultrahigh-ordermodes”为题发表了上海交通大学物理与天文学院陈险峰教授研究组在光子自旋霍尔效应研究领域的最新成果。研究人员提出了利 ...上海交通大学通知公告 本站小编 Free考研 2021-01-02上交电子系义理林教授“智能锁模激光器”成果入选美国光学学会OSA-OPN 2019年度光学进展
近日,上海交通大学电子系义理林教授课题组基于拟人算法的智能锁模激光器成果“Human-likealgorithmforpassiveMLFL”入选美国光学学会OSA旗下新闻杂志《Optics&PhotonicsNews》2019年度光学进展“Opticsin2019”。连续37年来,美国光学学会每年 ...上海交通大学通知公告 本站小编 Free考研 2021-01-02Hafz、李松国际合作项目成果发表Science Advances:双色相对论飞秒激光驱动等离子体尾波加速电子
上海交通大学物理与天文学院NasrA.M.Hafz特别研究员、李松博士后【现为欧盟极端光学基础设施阿秒光脉冲源研究所(ELI-ALPS,匈牙利)首席科学家、研究员】与韩国国立蔚山科学技术院(UNIST)MinSupHur教授、美国马里兰大学AntonioC.Ting教授等合作,在国际上首次通过实验和 ...上海交通大学通知公告 本站小编 Free考研 2021-01-02交大物院课题组在微型芯片白色激光器研究取得重要进展
近日,上海交通大学物理与天文学院陈险峰教授课题组首次通过波导耦合技术在微型波导芯片上实现具有方向性、准直性以及颜色可调的微型芯片白色激光器,成果以“Whitebeamlasingfromahybridmicro-cavitywithslab–capillarymodecoupling”为题于6月24 ...上海交通大学通知公告 本站小编 Free考研 2021-01-02相对论下激光等离子体与有结构的标靶的相互作用及其在实验室天体物理学中的应用前景
讲座时间:2020-04-0220:00讲座地点:ZOOM直播主讲人:易龙卿(LongqingYi)主办单位:李政道研究所联系人:石井花(leeastronomy@sjtu.edu.cn)Dr.LongqingYireceivedPh.D.inplasmaphysicsin2014fromShang ...上海交通大学通知公告 本站小编 Free考研考试 2021-01-02