Популярні Пости

Вибір Редакції - 2019

Нова надшвидка методика вимірювання показує, як лазери починаються з хаосу

Anonim

Лазери, що випромінюють надкороткі імпульси світла, є найважливішими компонентами технологій, таких як зв'язок та промислова обробка, і є основою для фундаментальних наукових досліджень в галузі фізики Нобелівської премії. Хоча спочатку винайдений у 1960-х роках, точний механізм, за допомогою якого лазери насправді виробляють такі яскраві спалахи світла, залишаються невловимими. Раніше не було можливості дивитись всередину лазера, як це було вперше включено, щоб побачити, як лазерні імпульси накопичуються від шуму. Проте дослідження, що нещодавно опубліковані в Інтернеті в Nature Photonics, вперше продемонстрували, як лазерні імпульси з'являються з нізвідки від шуму, а потім відображають складний колапс і динаміку коливань, перш ніж вони врегульовуються до стабільної регулярної роботи.

реклама


"Причина, чому розуміння цих лазерів було настільки важким, тому що імпульси, які вони виробляють, зазвичай мають пікосекундну тривалість або коротше. Після складної наростаючої динаміки таких коротких імпульсів для сотень, іноді тисячі вибухів перед лазером фактично стабілізуються був поза способом оптичних методів вимірювання ", - каже професор Горей Дженті, який керував дослідженнями в Лабораторії фотоніки Технологічного університету ім. Тампере (TUT).

Це дослідження було проведено у співпраці між Інститутом FEMTO-ST у Франції (CNRS та Університетом Бургунд-Франш-Конте) та Лабораторією фотоніка при ТУТ. Особливий науковий прогрес, який призвів до нових знахідок, - це вимірювання часової інтенсивності лазера в режимі реального часу з субпікосекундною роздільною здатністю, а також його оптичний спектр з роздільною здатністю субнонометрів. Записуючи ці тимчасові та спектральні властивості одночасно, розширений обчислювальний алгоритм може отримати повні характеристики основного електромагнітного поля.

Окрім надання нової інформації про те, як працюють імпульсні лазери, результати досліджень мають важливе міждисциплінарне застосування.

"Результати являють собою дуже зручний лабораторний приклад того, що називається" дисипативна солітонна система ", яка є центральною концепцією в нелінійній науці, а також має відношення до досліджень в інших сферах, таких як біологія, медицина та, можливо, навіть соціальні науки" Професор Джон. М. Дадлі, який очолював дослідження в Університеті Бургунд-Франш-Конте.

Під час реконструкції еволюції електромагнітного поля команда спостерігала широкий діапазон сценаріїв взаємодії між дисипативними солітоновими структурами, що виникають із шуму.

"Вплив, який ми реалізували, може працювати при низьких рівнях потужності живлення та високих швидкостях. Результати забезпечують абсолютно нове вікно про раніше невидимі взаємодії між виникаючими дисипативними солітонами у вигляді зіткнень, злиття або колапсу", - говорить Дженті.

Дослідники вважають, що їх результати дозволять поліпшити дизайн та продуктивність надшвидких імпульсних лазерів.

"Це справді захоплююча область досліджень, де дослідження, мотивовані питаннями фундаментальної науки, можуть мати реальний практичний вплив у майбутніх фотонних технологіях", - завершує Дадлі.

реклама



Джерело історії:

Матеріали надаються Академією Фінляндії . Примітка. Зміст можна редагувати за стилем та довжиною.


Довідка з журналу :

  1. П. Ричковський, М. Нерхі, С. Білле, Ж.-М. Меролла, Г. Гент, Дж. М. Дадлі. Характеристика повного поля реального часу динаміки перехідних дисипативних солітонів у лазерному режимі . Природа Фотоніка, 2018; DOI: 10.1038 / s41566-018-0106-7