羅切斯特大學(xué)的研究人員正在設(shè)定一個(gè)新的標(biāo)準(zhǔn)，以產(chǎn)生比傳統(tǒng)激光源更寬的波長范圍內(nèi)的超快激光脈沖。

發(fā)表在《Physical Review Letters》上的論文中，光學(xué)助理教授William Renninger和他的實(shí)驗(yàn)室成員一起描述了一種被稱為 "拉伸脈沖孤子Kerr諧振器 "的新設(shè)備，它增強(qiáng)了超快激光脈沖的性能。這項(xiàng)工作對(duì)一系列工程和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用具有重要意義，包括光譜學(xué)、頻率合成、測(cè)距、脈沖生成等。

該裝置創(chuàng)造了一個(gè)超快激光脈沖，飛秒級(jí)，它擺脫了激光光源特有的物理限制以及光源波長的限制。"簡(jiǎn)單地說，這是有史以來無增益光纖源發(fā)出的最短脈沖，"Renninger說。

Renninger和他的研究生研究團(tuán)隊(duì)和博士后同事對(duì)Kerr諧振器進(jìn)行了改進(jìn)，用于產(chǎn)生飛秒激光脈沖，飛秒級(jí)激光脈沖一直是大量研究的主題。

該實(shí)驗(yàn)室通過發(fā)現(xiàn)一種新的孤子，一種短脈沖或局部波包絡(luò)，在以恒定速度傳播的同時(shí)保持其形狀，克服了其他版本的Kerr諧振器在脈沖持續(xù)時(shí)間方面的挑戰(zhàn)。Renninger的裝置中產(chǎn)生的孤子與其他Kerr諧振器中的孤子不同，特別是在它們產(chǎn)生的拉伸脈沖的形狀和行為上。

"它是穩(wěn)定的，因?yàn)樗粩嘀貜?fù)同樣的事情，變得更長，然后更短。"Renninger說。

研究人員在論文中指出，這些脈沖 "具有寬廣的光譜帶寬和210飛秒的壓縮脈沖持續(xù)時(shí)間，這是迄今為止從光纖Kerr諧振器中觀察到的最短的脈沖持續(xù)時(shí)間"。

主要作者Xue Dong是Renninger實(shí)驗(yàn)室的研究生研究助理。除Renninger外，其他共同作者還有該實(shí)驗(yàn)室的研究生研究助理Qian Yang和Christopher Spiess，以及該實(shí)驗(yàn)室的前博士后助理Victor Bucklew。

Renninger是創(chuàng)建飛秒激光器源的專家，他在康奈爾大學(xué)獲得應(yīng)用物理學(xué)學(xué)士和博士學(xué)位。在加入光學(xué)研究所之前，他是耶魯大學(xué)應(yīng)用物理系的博士后和副研究科學(xué)家。

他最近獲得了美國國家科學(xué)基金會(huì)CAREER獎(jiǎng)，其中包括資助創(chuàng)建設(shè)計(jì)和創(chuàng)建產(chǎn)生飛秒脈沖的先進(jìn)激光源的開源信息訪問。

"現(xiàn)在有商業(yè)產(chǎn)品，但它們非常昂貴。對(duì)于許多設(shè)備預(yù)算有限的研究小組來說，它們是令人望而卻步的，"Renninger說。

大部分成本是用于專業(yè)技術(shù)，而不是組件，因此他的小組將利用CAREER的部分資金為小型大學(xué)的研究小組提供咨詢，如何設(shè)計(jì)和構(gòu)建用于基礎(chǔ)研究的飛秒激光器。

"最終目標(biāo)是在我們的網(wǎng)站上為大家發(fā)布一份設(shè)計(jì)指南，"Renninger說。

論文標(biāo)題為《Stretched-Pulse Soliton Kerr Resonators》。