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超強激光科學卓越創新簡報

(第一百十四期)

2020年6月24日

上海光機所在高效率色散波輻射研究方面取得進展

  近期,中国科学院上海光学精密机械研究所強場激光物理國家重點實驗室在高效率色散波辐射研究中取得重要进展。研究团队在充有惰性气体的反谐振空芯光子晶体光纤中利用蓝移孤子效应在光纤谐振区实现了高效的色散波辐射。相关研究成果发表于《光学快讯》(Optics Express)。

  近年來,反諧振空芯光子晶體光纖由于高寬帶、低損耗等傳輸特性,被廣泛用于超快非線性光學研究,比如周期量級脈沖壓縮、可調諧色散波産生以及孤子-等離子體的相互作用等。反諧振空芯光子晶體光纖的傳輸窗口並不是連續的,光纖內的諧振效應導致其傳輸窗口內存在多個尖銳的損耗帶。這些諧振帶同時也呈現出快速變化的色散曲線,可用來産生窄帶的色散波輻射。但是,此前的研究表明只有當泵浦脈沖在光譜上接近光纖的諧振帶時,才能産生這種窄帶色散波,嚴重限制了該機理在可調諧超快激光光源中的應用。

  研究團隊自2018年以來系統地研究了反諧振空芯光子晶體光纖中的孤子-等離子體相互作用,取得了一系列高質量的研究成果。其中包括:實現藍移孤子中心波長連續調諧,實現藍移孤子譜寬調諧,以及驗證絕熱孤子自壓縮現象等。在本研究中,研究團隊利用等離子體驅動的藍移孤子在光纖的諧振光譜區産生了高效率色散波輻射。系統輸出的色散波光譜比例高達~53%,對應~19%的整體能量轉換效率,這是迄今爲止利用光纖諧振區産生色散波輻射的轉換效率記錄。

  此项研究得到了中国科学院战略性先导科技专项B类、国家自然科学基金、上海市优秀学术/技术带头人计划、上海市市级科技重大专项等项目的支持。(強場激光物理國家重點實驗室供稿)

  原文鏈接

 

图1 实验光路(a)以及反谐振空芯光子晶体光纤的SEM(b)、损耗(c)和色散(d)

图2 在不同入射脉冲能量下,光纤输出端光谱强度(a,b)、孤子波长和色散波波长(c)以及色散波光谱比例和转换效率(d)

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