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來源：管理員 時間：2022-02-10
上海交通大學物理與天文學院教授詹黎課題組在超快激光領域獲得重要進展，首次在超快激光器中產生并觀察到亞諧波析出呼吸孤子。相關成果近日發表于《物理評論快報》。
光孤子是一種傳輸過程中波形不發生改變的波包，是色散和非線性共同作用的結果。呼吸孤子和許多非線性現象有著內在關聯，有助于理解怪波、湍流、颶風、海嘯等極端現象，并在超快激光產生及激光穩頻等領域具有直接應用。
研究人員研究了超快激光器中亞諧波析出呼吸孤子現象，發現當呼吸頻率接近腔頻的亞諧波頻率時，系統的兩個本征頻率會發生耦合，呼吸頻率被鎖定到腔頻的亞諧波，實現亞諧波析出呼吸孤子。基于此，研究人員提出異常點耦合模型解釋了這種呼吸孤子超快激光的產生機制。
孤子脈沖寬度一般在百飛秒量級，其單個脈沖形狀及飛行時間難以被精確測定。而基于脈沖強度和重復測量等的手段因其測量誤差的影響，不足以說明呼吸孤子的亞諧波效應。“因此，研究人員開發出了一套精度達20阿秒的超快時間事件單點測量系統——色散時域干涉儀，使單點精確測量孤子間相互作用和脈沖形狀成為可能。”詹黎表示，基于此項技術，研究人員捕捉到相鄰孤子間的相對時間和相位信息，發現呼吸孤子的相對時間和相位可被嚴格局域在一些分立的點，從而驗證了呼吸孤子的亞諧波效應。
同時，研究人員還發現亞諧波析出效應可以顯著提高呼吸孤子的穩定性，極大降低激光輸出的噪聲水平，從而有效提高呼吸孤子激光器的性能，對激光穩頻開發及激光頻梳應用有重要意義。詹黎表示，利用這種特性，還可在非線性微腔中捕捉亞諧波呼吸孤子，這將有助于超高重復頻率的測量和微腔頻梳的穩頻。
相關論文信息：
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.163901
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