a, Die optischen Eigenschaften in Abhängigkeit von der Richtung von Ta2PDS6. Theoretische Simulationen der polarisierten optischen Absorption von Ta2PDS6. Dein2PDS6 weist bei optischer Anregung bei 1,56 μm (entsprechend einer Photonenenergie von etwa 0,8 eV) signifikante polarisierte Absorptionseigenschaften auf. b, Die polarisationsabhängige Transmission bei verschiedenen einfallenden Leistungen. Die anisotrope Übertragung von Ta2PDS6 wurde experimentell unter Laseranregung bei einer Wellenlänge von 1,56 μm gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass die Lichtabsorptionsintensität mit dem Polarisationszustand zusammenhängt und dass der Polarisationskontrast mit zunehmender Pumpleistung zunimmt. c, Ta2PDS6 nichtlineare Übertragung versus Energieintensität bei verschiedenen Neigungswinkeln. d, Der nicht sättigbare Verlust von Ta2PDS6 für unterschiedliche Neigungswinkel. Mit dem Polarisationssteuerwinkel von 0° bis 180° sind die Parameter von Ta2PDS6 Sättigungsintensität und Modulationstiefe bildeten regelmäßige Schwingungen. Unter ihnen weist der nicht sättigbare Verlust erhebliche Schwankungen auf, wobei der maximale sättigbare Absorptionsverlust bei einem Neigungswinkel von 0° etwa 65,8 % und der minimale sättigbare Verlust etwa 56,3 % bei einem Neigungswinkel von 0° beträgt. Die polarisationsabhängige Variation des nicht sättigbaren Verlusts in quasi-eindimensionalem Ta2PDS6 bietet einen neuen Freiheitsgrad für die staatliche Regulierung ultraschneller Systeme. Bildnachweis: Zixin Yang, Qiang Yu, Jian Wu, Haiqin Deng, Yan Zhang, Wenchao Wang, Tianhao Xian, Luyi Huang, Junrong Zhang, Shuai Yuan, Jinyong Leng, Li Zhan, Zongfu Jiang, Junyong Wang, Kai Zhang und Pu Zhou
Abstimmbare ultraschnelle Laser mit einstellbaren Parametern wie Wellenlänge, Intensität, Pulsbreite und Laserzustände sind als intelligente Lichtquellen der nächsten Generation wünschenswert. Aufgrund der komplexen nichtlinearen Effekte innerhalb des ultraschnellen Systems ist es schwierig, den Laser Active State (LSAC) in ultraschnellen Faserlasern, insbesondere für die passive Modenkopplung, auf praktische und kontrollierbare Weise zu steuern.
Niedrigdimensionale anisotrope Materialien mit reduzierter In-Plane-Symmetrie weisen polarisationsabhängige Eigenschaften auf und bieten zusätzliche Freiheitsgrade in kompakten abstimmbaren photonischen Geräten.
In einem neuen Artikel veröffentlicht in Licht: Wissenschaft und AnwendungenEin Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Pu Zhou vom College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defence Technology, China, Professor Kai Zhang vom Suzhou Institute of Nanotechnology and Nanobionics, Chinese Academy of Sciences, China, und Mitarbeitern hat das erhalten LSAC zwischen konventionellem Soliton (CS) und rauschähnlichem Puls (NLP) durch Polarisationssteuerung basierend auf einem quasi-eindimensionalen Schichtmaterialschalter.
Polarisationsempfindliche nichtlineare optische Reaktion erleichtert Ta2PDS6Modengekoppelter Laser basierend auf zwei Laserzuständen, nämlich CS und NLP. Der Laserzustand war im Einzelfaserlaser durch einen durch numerische Simulation aufgedeckten Mechanismus umschaltbar. Anschließend wurde auf dieser Plattform die digitale Codierung unter Verwendung des Lasers als codierbare Lichtquelle demonstriert.
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a, Die Phasenrauscheigenschaften des CS-Zustandslasers. b, Die Phasenrauscheigenschaften des NLP-Zustandslasers. Die Impulsrauschleistung der beiden verschiedenen Zustände zeigt, dass das Phasenrauschen (zeitlicher Jitter) des CS-Zustands besser ist als das des NLP. c, DFT-Aufzeichnung von Einzelschussspektren über 25 aufeinanderfolgende Rundläufe. d, Die sechs typischen Bilder von PNL-Spektren basierend auf der dispersiven Fourier-Transformationstechnik. Die Kontur der NLP-Spektren, die mit der dispersiven Fourier-Transformationstechnik gemessen werden, variiert von Ebene zu Ebene, aber die Bandbreite bleibt im Wesentlichen gegenüber der des Spektrometers unverändert. Sechs typische Bild-für-Bild-Spektralspuren veranschaulichen die Entwicklung des NLP-Spektrums visueller. Die stärksten Spitzen seines Spektrums wechseln sich bei der zentralen Wellenlänge ab, und die Entwicklung der Seitenbänder ist eher chaotisch. Das Phänomen lässt sich auf die Eigenschaften von NLP zurückführen, also auf eine Gruppe von Impulsen, die aus einer Reihe von Unterimpulsen besteht, deren Amplituden und Dauer zufällig verteilt sind. Bildnachweis: Zixin Yang, Qiang Yu, Jian Wu, Haiqin Deng, Yan Zhang, Wenchao Wang, Tianhao Xian, Luyi Huang, Junrong Zhang, Shuai Yuan, Jinyong Leng, Li Zhan, Zongfu Jiang, Junyong Wang, Kai Zhang und Pu Zhou
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Im Pumpleistungsbereich von 450 mW bis 830 mW kann das Umschalten zwischen zwei verschiedenen Laserzuständen, CS und NLP, bei konstanter Pumpleistung durch einfaches Anpassen des Neigungswinkels des Bias-Controllers erreicht werden. Das Leistungsspektrum eines ultraschnellen Faserlasers auf Basis von Ta2PdS6 für einen kontinuierlichen Konvertierungsbetrieb über einen Zeitraum von 3,5 h. Die Spektren der beiden Zustände des Lasers vor und nach der Umwandlung bleiben unverändert, was die Stabilität der Zustandsumschaltung des Ta-basierten ultraschnellen Faserlasers zeigt.2PDS6. Bildnachweis: Zixin Yang, Qiang Yu, Jian Wu, Haiqin Deng, Yan Zhang, Wenchao Wang, Tianhao Xian, Luyi Huang, Junrong Zhang, Shuai Yuan, Jinyong Leng, Li Zhan, Zongfu Jiang, Junyong Wang, Kai Zhang und Pu Zhou
Die Polarisationssteuerung ist ein praktischer Ansatz zur Anpassung von Intracavity-Parametern und zur Steuerung der Laserbetriebszustände.
Die Wissenschaftler fassen die wichtigsten Erkenntnisse des abstimmbaren Ultrakurzpulslasers zusammen: „(1) das quasi-eindimensionale anisotrope Schichtmaterial Ta2PDS6 wurde als sättigbarer Absorber verwendet, um nichtlineare Parameter in einem ultraschnellen System durch polarisationsabhängige Absorption effektiv zu modulieren; (2) Polarisationsempfindliche nichtlineare optische Reaktion erleichtert Ta2PDS6-modengekoppelter Laser, der auf zwei verschiedenen Arten von Laserzuständen basiert, nämlich CS und NLP; (3) der Laserzustand war im Einzelfaserlaser durch einen durch numerische Simulation aufgedeckten Mechanismus umschaltbar; und (4) die digitale Kodierung wurde auf dieser Plattform weiter demonstriert, wobei Laser als kodierbare Lichtquelle verwendet wurde.
„Das kontrollierte und stabile Schalten verschiedener gepulster Lasermodi in einem einzigen ultraschnellen Faserlasersystem stellt bedeutende Fortschritte in der kompakten ultraschnellen Photonik dar, die Perspektiven für Anwendungen wie Kommunikationscodierung und optisches Schalten bietet.“
Mehr Informationen:
Zixin Yang et al., Ultraschnelle aktive Laserzustandskontrolle basierend auf quasi-1D-anisotropem Material, Licht: Wissenschaft und Anwendungen (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01423-3
Bereitgestellt vom Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics
Zitat: Teamberichte über aktive Zustandskontrolle ultraschneller Laser basierend auf quasi-1D-anisotropem Material (10. April 2024), abgerufen am 11. April 2024 von https://phys.org/news/2024-04-team-ultrafast-laser-state- based.html
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