能發(fā)射超短脈沖光的激光器是通信和工業(yè)加工等技術(shù)的關(guān)鍵組成部分,并且是獲得諾貝爾物理學(xué)獎的基礎(chǔ)研究的核心。雖然最初于20世紀(jì)60年代發(fā)明,但激光器能產(chǎn)生如此明亮光的確切機(jī)制仍然難以捉摸。
TUT光子實驗室負(fù)責(zé)該研究的Goery Genty教授表示:“理解這些激光器的難度之所以如此之大,是因為它們產(chǎn)生的脈沖通常持續(xù)皮秒或更短時間;在激光器穩(wěn)定之前,有數(shù)百個這樣的短脈沖的復(fù)雜累積動態(tài),這超出了當(dāng)前光學(xué)測量技術(shù)的能力。”
這項研究由法國FEMTO-ST研究所和TUT的光子實驗室合作完成。正是這種對亞皮秒分辨率下的激光時間強(qiáng)度以及亞納米分辨率下光譜的實時測量,推動了這種新穎發(fā)現(xiàn)的特殊科學(xué)進(jìn)展。通過同時記錄這些時間和頻譜特性,先進(jìn)的計算算法可以檢索出底層電磁場的完整特性。
除了為關(guān)于脈沖激光器如何操作提供新的見解之外,該研究結(jié)果還具有重要的跨學(xué)科應(yīng)用。弗朗什-孔泰大學(xué)帶領(lǐng)此次研究的John. M. Dudley教授表示:“這些結(jié)果提供了一個非常方便的、被稱為‘耗散孤子系統(tǒng)’的實驗室案例,它是非線性科學(xué)的一個中心概念,也與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)甚至社會科學(xué)等其他領(lǐng)域的研究有關(guān)。”
在重建電磁場的演變過程中,該研究團(tuán)隊觀察到噪聲中出現(xiàn)的耗散孤子結(jié)構(gòu)之間的各種相互作用情景。
Genty教授表示:“我們實施的方法可以在低輸入功率和高速下運(yùn)行,研究結(jié)果為以碰撞、合并或分散等形式出現(xiàn)的耗散孤子之間以前看不見的相互作用提供了一個全新的途徑。”
研究人員認(rèn)為,此次研究結(jié)果將改進(jìn)超快脈沖激光器的設(shè)計和性能。
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